Вспомогательное пособие "Технология производства мягких (изоляционных) ДВП и ДСП ". Плиты из древесного сырья ДВП: размеры листа

Некоторые материалы даже с течением времени пользуются популярностью у потребителей. Это дает предпринимателю все шансы запустить собственный прибыльный бизнес, выпуская продукцию, технология которой проработана годами. Обратите внимание на изготовление ДВП. Предприятие потребует внушительных затрат, но открыть производство ДВП в России выгодно, поскольку вложения окупаются довольно быстро.

Наша оценка бизнеса:

Стартовые инвестиции – от 3000000 руб.

Насыщенность рынка – средняя.

Сложность открытия бизнеса – 7/10.

Древесноволокнистые плиты (ДВП) – материал в виде листов, для изготовления которых используется древесное сырье. Он активно применяется в качестве сырья на мебельных предприятиях, на стройплощадках. Чтобы минимизировать финансовые риски, можно открыть мини завод по производству ДВП, а не мощное перерабатывающее предприятие. Проанализируйте рынок сбыта и составьте бизнес-проект, чтобы спланировать дальнейшие действия. Данное направление привлекательно для предпринимателя по нескольким причинам:

• Обширный рынок сбыта позволит быстро найти заинтересованных клиентов.
• Простая технология дает возможность в кратчайшие сроки вникнуть в процесс.
• Используемое сырье стоит недорого.
• Невысокая конкуренция в этой сфере поспособствует скорому развитию молодого предприятия.

Технология изготовления ДВП

Для получения плит ДВП используются отходы деревообрабатывающих предприятий. Чтобы наладить бесперебойные поставки сырьевых компонентов, договоритесь с несколькими лесопилками. Отлично, если производственное помещение вы найдете поблизости – так реально снизить переменные расходы при запуске бизнеса. Если в цехе будет внедрено производство ДВП сухим способом, потребуется синтетическая смола.

Для придания конечному материалу прочности и влагостойкости, используется дополнительное сырье для ДВП – осадители, масляные или парафиновые эмульсии. Их можно закупать сразу крупными партиями.

В целом, технология производства ДВП осуществляется в несколько этапов:

• подготовка и дозирование компонентов,
• формирование листа,
• прессование материала,
• охлаждение,
• обрезка листов согласно заданным размерам,
• шлифовка листов,
• упаковка и хранение.

Если вы собираетесь закупать цельную древесину, а не щепу, предстоит предварительно обрабатывать сырье – измельчать до определенного размера фракций и пропаривать. Это дополнительные затраты на закупку оборудования – начинающим предпринимателям будет гораздо проще завозит в цех «готовые» опилки.

Перед тем как закупать оборудование, рассмотрите способы производства ДВП и выберите оптимальный вариант. На практике используются 2 методики:

• Мокрое изготовление. Плита формируется в водной среде на специальной решетчатой подложке. «Полуфабрикаты» потом прессуются под воздействием повышенной температуры. Вся влага испаряется, и материал становится плотным. У листа ДВП, произведенного мокрым способом, одна сторона получается рифленой.
• Сухое изготовление. Формирование листа осуществляется без воздействия влаги. Для склеивания древесной щепы используются искусственные смолы. Смесь перемешивается и прессуется при повышенной температуре под давлением. Готовое изделие потом извлекается из формы и дополнительно обрабатывается – обрезается и шлифуется.

Производство ДВП мокрым способом более популярно среди российских производителей, поскольку отличается простотой. А вот в Европе уже оставили в прошлом эту методику, поскольку большой расход воды повышает переменные затраты.

Техническое оснащение цеха

Линия производства ДВП – самая внушительная статья планируемых инвестиций. От качества приобретаемого оборудования будет зависеть и качество выпускаемых изделий. В состав линии входят следующие станки:

• дозаторы,
• смесители,
• формующие машины с формами,
• автомат для шлифовки листов,
• шлифовальная машина.

Это список основного оборудования. Для закупки всего необходимого потребуется как минимум 2000000 рублей. Но таким способом не удастся полностью автоматизировать процесс – многие операции придется проделывать вручную.

Если запланирована предварительная подготовка сырья, потребуются купить оборудование для производства ДВП следующего плана:

• рубительная машина – от 150000 рублей,
• распарочная камера – от 200000 рублей.

Значительно ускорит процесс приобретение транспортеров, промышленных вентиляторов для сдувания пыли, подъемных упаковочных столов. В этом случае, к затратам на техническое оснащение прибавляйте еще как минимум 800000 рублей.

Полная цена оборудования для производства ДВП, автоматизированного и полностью укомплектованного, довольно внушительная – от 3000000 рублей.

Помещение под производство

Чтобы разместить технологическую линию, не потребуется много места. Но свободные площади потребуются для складов. Сырье должно храниться в сухом, хорошо проветриваемом помещении – предстоит оборудовать его вентиляционными системами. В цехах оно тоже должно быть установлено, поскольку технология изготовления ДВП предполагает выделение в воздух мелкой древесной пыли.

Поищите цех площадью не менее 500 м 2 за чертой города. Здесь аренда помещений стоит гораздо ниже. К тому же, будет проще собрать пакет документов для запуска бизнеса, поскольку не придется долго «убеждать» санитарные службы, что производство не мешает жителям близлежащих домов.

Наладить процесс будет невозможно без подведенного в цеха трехфазного электричества, отопления и воды. И если в некоторых отраслях вполне бы хватило загородного гаража, то изготовление ДВП требуется вести на площади гораздо большей и лучше оборудованной.

Перспективы развития бизнеса

Если грамотно спланировать деятельность, предприятие имеет все шансы на успех. Начните искать клиентов еще на стадии разработки бизнес-плана. Покупателями готовой продукции станут:

• мебельные фабрики,
• частные потребители,
• строительные организации.

Гораздо большую прибыль принесут оптовые клиенты – сосредоточьтесь на поиске именно таких покупателей. Так продукция не будет залеживаться на складах, и предприятие будет работать под заказ.

Успех предприятия во многом зависит от предлагаемого ассортимента материала. Сразу предусмотрите производство мягкой ДВП и жесткой, ламинированной – такой материал стоит на рынке гораздо дороже и более востребован. А если сэкономите на оборудовании, не купив шлифовальную машину, вы потеряете часть рынка.

Когда дела пойдут в гору, и затраты начнут окупаться, рассмотрите вариант запуска смежных производств – выпуск ДСП и МДФ. Такая практика распространена среди предпринимателей – технологии мало чем отличаются, дополнительного оборудования потребуется немного. Это отличный шанс расширить ассортимент и привлечь больше клиентов.

Рентабельность планируемого бизнеса

Капитальные затраты и сроки окупаемости будут зависеть от запланированной мощности предприятия, выбранной технологии производства, цен на оборудования и отпускной стоимости конечной продукции.

Основные статьи расходов при организации мини-завода по изготовлению ДВП:

• покупка оборудования – от 2000000 рублей,
• закупка сырьевого запаса на месяц – от 300000 рублей,
• аренда помещения на первые 3 месяца – от 200000 рублей,
• подготовка помещения к работе – от 400000 рублей.

Сэкономить на инвестициях можно путем установки в цехе поддержанного оборудования.

Как показывает практика, технологическая схема окупится за 4-6 лет. Наберитесь терпения – процесс становления может затянуться. Чтобы быть готовым к «неожиданным поворотам», в бизнес-плане предусмотрите все возможные варианты развития дел и пути решения проблем.

Установите конкурентоспособные цены на выпускаемую продукцию. Отпускная стоимость ДВП зависит от ее вида и способа обработки. К примеру, необработанная плита размером 3,2*1220*1373 мм стоит на оптовом рынке от 115 руб./шт. Шлифованная продукция стоит дороже.

Введение

Отлив ковра

Прессование плит

Форматная резка плит

Подбор рубительной машины

Подбор сортировочной машины

Подбор дезинтегратора

Подбор пропарочной установки

Заключение

Список литературы

древесноволокнистая пропитка оборудование

ВВЕДЕНИЕ

Древесноволокнистыми плитами называются листовые материалы, сформированные из древесных волокон. Изготовляют их из древесных отходов или низкокачественной круглой древесины. В отдельных случаях в зависимости от условий снабжения предприятия сырьем применяют одновременно как древесные отходы, так и низкосортную древесину в круглом виде. При прессовании мокрым способом получаются плиты односторонней гладкости - у них поверхность, выходящая из-под пресса, будет гладкая, а на обратной стороне останутся следы сетки, на которой происходило прессование.

Рис.1 Древесноволокнистая плита.

Древесноволокнистые плиты применяют в различных областях народного хозяйства: в строительстве (наружные и внутренние элементы, сельскохозяйственные постройки); для изготовления встроенной мебели (кухонные шкафы); в мебельном производстве; автомобиле - и судостроении; производстве контейнеров, ящиков и др. В нашей стране ежегодно увеличиваются объемы производства древесноволокнистых плит. Это высококачественный, дешевый отделочный и конструкционный материал, выгодно отличающийся от натуральной древесины и клееной фанеры. Древесноволокнистые плиты изотропны, не подвержены растрескиванию, обладают большой гибкостью при высоком модуле упругости.

Плиты долговечны: прослужив более 20 лет, они находятся в хорошем состоянии. Обычная масляная краска, которой покрыты плиты, эксплуатируемые на открытом воздухе, сохраняется 15-18 лет, т. е. дольше, чем краска, которой покрывают натуральную древесину.

Древесноволокнистые плиты широко используются в различных сферах деятельности благодаря разнообразию их свойств.

ГОСТом регламентированы следующие физико-механические свойства древесноволокнистых плит: формат и толщина, прочность на изгиб, влажность, набухание, водопоглощение. Для мягких плит одним из основных показателей качества является теплопроводность. Кроме перечисленных, для потребителей важны дополнительные нерегламентированные сведения о плитах.

Показатели теплопроводности имеют первостепенное значение для мягких плит, так как их основное назначение - теплоизоляция. Древесноволокнистые плиты - хороший теплоизоляционный материал.

Древесноволокнистые плиты хорошо поддаются склеиванию. Мягкие плиты склеивают между собой, а также с твердыми плитами, древесиной, линолеумом, металлами (жестью, оцинкованным железом, алюминиевой фольгой), цементной штукатуркой. Склеивание обеспечивается использованием карбамидных смол или поливинилацетатных эмульсий. Учитывая высокую пористость мягких плит, в клеи и клеящие эмульсии необходимо вводить наполнитель - древесную или ржаную муку. Твердые плиты склеивают между собой, с мягкой древесиной, линолеумом и листовыми металлами. Твердые и мягкие плиты отлично поддаются окраске масляными, водоэмульсионными и различными синтетическими эмалями, оклейке бумажными, синтетическими обоями и линкрустом, а также бумажными пластиками и другими листовыми синтетическими пленками.

Наиболее распространенные способы изготовления плит - мокрый и сухой. Промежуточные между ними - мокросухой и полусухой способы, которые получили меньшее распространение.

Мокрый способ основан на формировании ковра из древесноволокнистой массы в водной среде и горячем прессовании нарезанных из ковра отдельных полотен, находящихся во влажном состоянии (при относительной влажности около 70%).

В процессе изготовления плит мокрым способом древесину измельчают в щепу; затем ее превращают в волокна, из которых формируют ковер. Далее ковер разрезают на полотна. Сухие полотна прессуют в твердые плиты. Влажные полотна или прессуют, получая твердые и полутвердые плиты, или сушат, получая мягкие (изоляционные) плиты. Указанными выше способами можно изготовить волокнистые плиты из любых органических материалов, поддающихся расщеплению на волокна.

Рис.2 Общая схема технологического процесса производства ДВП

Сырье, его подготовка и хранение

Выбор сырья определяется экономической целесообразностью с учетом величины его запасов, условий заготовки, доставки и хранения. Для производства древесноволокнистых плит используют отходы лесопиления и деревообработки, дровяное долготье, мелкий круглый лес от рубок ухода и лесосечные отходы.

Одним из главных требований, предъявляемых к сырью, является возможность получения из него наиболее длинного волокна. В этом отношении хвойные древесные породы имеют преимущество перед лиственными: длина волокон хвойных пород (сосны, ели, пихты) колеблется в пределах от 2,6 до 4,4 мм, а лиственных (березы, осины, тополя) - от 0,7 до 1,6 мм.

Характеристикой древесины служит ее плотность в абсолютно сухом состоянии (табл. 1).

Таблица 1

ПородаМасса 1 м3 древесины, кгабсолютно- сухойвоздушно- сухойСвежесрубленнойДуб6507401030Бук625710968Береза370650878Лиственница520680833Соска458520863Ос ива450510762Пихта414420827Ель395450794

В производство ДВП мокрым способом идет щепа без мятых кромок, с длиной частиц 10-35 мм (оптимальная 20 мм), толщиной не более 5 мм, с углом среза 30-60°С. Содержание гнили допускается не более 5%, минеральных включений не более 1%, коры не более 15% (в щепе из сучьев - до 20%). С увеличением доли коры ухудшаются внешний вид плит и их прочность.

Гидрофобизирующие (парафин нефтяной, церезин),

Упрочняющие (альбумин черный технический, канифоль сосновая, СФЖ),

Эмульгаторы (олеиновая кислота, концентрат СДБ, натр едкий),

Осадители (серная кислота техническая, сернокислый алюминий) ,

Добавки для придания плитам специальных свойств (битумы нефтяные и дорожные, кремнефтористый аммоний).

Сырье поступает на площадку предприятия в виде круглого леса, отходов лесопиления (рейки, горбыли) или щепы. Для облегчения штабелирования тонкого круглого леса и отходов лесопиления, а также для более лучшей подачи к рубительным машинам длину их принимают 2-3 м. Такое сырье целесообразно связывать в пучки бумажными веревками и укладывать в штабеля.

Дровяное долготье хранят в плотных бёспрокладочных штабелях. Технологическая щепа, поступающая на площадку предприятия со стороны, может храниться в куче, наиболее распространенная фора которой - усеченный конус.

Сырье подается в производство в виде кондиционной щепы, которая должна соответствовать следующим основным требованиям: длинна - 25 (10-35) мм., толщина - до 5 мм., чистые без мятых кромок срезы, засоренность корой - до 15 %, гнилью - до 5 %, минеральными примесями - до 1 %, относительная влажность щепы - не менее 29 %.

Подготовка сырья к производству плит, состоящая в приготовлении кондиционной щепы, включает следующие операции: разделку древесины на размеры, соответствующие приемному патрону рубительной машины; рубку древесины на щепу; сортировку щепы для отбора требуемого размера с доизмельчением крупной фракции и удалением мелочи; извлечение из щепы металлических предметов; промывку щепы для очистки ее от грязи и посторонних включений.

Разделка бревен необходима для придания исходному сырью размеров, соответствующих параметрам рубительной машины, а также для вырезки участков, сильно пораженных гнилью при диаметре древесины меньше 200 мм длина бревен, поступающих в рубку, может быть до 6 м, при большем диаметре она не должна превышать 3 м. Максимально допустимый диаметр бревен определяется размером приемного патрона рубительной машины. Древесина, предназначенная для изготовления высококачественных плит и отделки наружного слоя плит, окоривается на окорочных станках ОК-66М.

Для раскряжевки дровяного долготья служат балансирные пилы, слешеры (рис.3) и цепные пилы.

Рис.3. Схема12-пильного слешра для поперечной распиловки круглых лесоматериалов.1-станина; 2-стойка; 3-балка; 4-кронштейн; 5-дисковая пила; 6-механический разделитель; 7-ленточный транспортер для тонких бревен; 8-ленточный транспортер для толстых бревен.

При диаметре древесины, превышающем допустимый, долготье разделывается на коротье (1 - 1,25 м) и раскалывается на механическом колуне.

Для измельчения подготовленной древесины в щепу применяют многокожевые рубительные машины. При измельчении древесины на рубительных машинах выход кондиционной щепы составляет 85-92%; при этом получается около 10% крупной щепы и до 5% опилок.

Для получения кондиционной щепы, обеспечивающей нормальную работу размольных машин, и получения качественной волокнистой массы щепу сортируют на щепосортировочных установках. Крупная щепа, не прошедшая через сортировочные сита, доизмельчается в дезинтеграторах. Для улавливания металлических предметов щепу пропускают через магнитные сепараторы.

Отсортированную от мелочи и крупных щепок кондиционную щепу подают ленточными конвейерами (через магнитные сепараторы, улавливающие металлические предметы) и установку для мойки щепы в бункера, вместимость которых рассчитана на хранение не менее чем 24-часового запаса щепы. Подача щепы из бункеров регулируется вибрационными или шнековыми дисковыми разгружателями.

Получение древесноволокнистой массы

Размол древесины - это одна из ответственных операций в технологии производства древесноволокнистых плит.

Сегодня преобладающим стал термомеханический способ получения волокна из щепы. Поскольку лигнин, скрепляющий отдельные волокна древесины между собой, размягчается при температуре выше 100°С и плавится при 172°С, щепу перед механическим истиранием пропаривают, чтобы уменьшить ее прочность. Первичный горячий размол осуществляют в дефибраторах, вторичный - в рафинёрах или роллах (голлендерах).

Рис.4 Общий вид установки горячего размола: 1 - бункер для щепы; 2 - шнековый питатель; 3 - пропарочный котел; 4 - шнек подачи прогретой щепы; 5 - дефибратор; 6 - главный двигатель; 7 - возвратный паропровод

Волокнистая масса для удобства транспортирования смешивается с водой до концентрации 3%.

Так как при первичном размоле щепы остаются отдельные не- размолотые пучки волокон и щепочки, массу подвергают дополнительному домалыванию на рафинаторах или роллах (голлендерах).

Получаемая масса может быть грубого или мелкого помола. Грубый помол имеет слабую степень фибриллирования (расчесанности). Если волокна сильно изрублены и укорочены, возможно образование «мертвого размола» - сыпучей массы, в которой волокна не переплетаются (не свойлачиваются), и при формировании из них ковра он будет рваться на сетке. Мелкий помол обеспечивает надежное свойлачивание волокон и формирование достаточно прочного ковра.

Размольная установка, схематически представленная на рис.4, состоит из бункера со шнековым питателем, через который щепа подается в подогреватель с мешалкой, а оттуда по другому шнеку в собственно дефибратор, состоящий из неподвижного и подвижного дисков. Попадая через центральное отверстие неподвижного диска на вращающуюся шайбу, щепа отбрасывается в зону размола. Рабочие поверхности дисков снабжены канавками и рифлениями, в которых и происходит перетирание прогретых древесных частиц на отдельные волокна и пучки волокон. Под действием центробежных сил и давления пара образующаяся волокнистая масса выбрасывается с дисков наружу.

Чтобы подача щепы шнековым питателем поддерживалась равномерной, разгрузочный шнек подогревателя выполнен в конической форме.

Создаваемая им компрессорная пробка предотвращает возвратный поток пара и пульсацию потока щепы. При равномерном поступлении щепы дефибратор работает устойчивее и волокна получаются более однородными.

На второй ступени размола применяют рафинёры, а в производстве мягких ДВП для получения еще более тонкого помола - голлендеры или конические мельницы с базальтовой и керамической размольной гарнитурой.

В голлендере (рис. 5) размельчаемая масса движется по спирали.

Рис.5 Голлендер - а и его поперечный разрез - б:

Барабан; 2 - бруски; 3 - коробка с базальтовым вкладышем; 4 - сливное отверстие

Степень размола массы измеряется на аппарате «Дефибратор-секунда», характеризуется в градусах помола и имеет обозначение ДС. В числовом выражении градус помола равен времени (в секундах), которое требуется для обезвоживания помещенной на сетку смеси из 128 г абсолютно сухой волокнистой массы и 10 л воды (концентрация 1,28%). Для мягких плит степень помола должна быть в пределах - 28-35 ДС.

Проклейка древесноволокнистой массы

Проклейка древесноволокнистой массы способствует снижению водопоглощения и набухания, а также повышению механической прочности плит. Чтобы придать плитам водостойкость, в древесноволокнистую массу вводят гидрофобное вещество. Обволакивая древесные волокна и заполняя собой поры в готовой плите, гидрофобное вещество препятствует проникновению в нее влаги. Кроме того, парафин, используемый в качестве проклеивающего материала, предотвращает налипание пучков волокон к глянцевым листам плит пресса и подкладным (транспортным) сеткам, а также придает блеск лицевой поверхности плиты.

Гидрофобные вещества для проклейки следующие: парафин, гач, церезиновая композиция и др. Содержание их в плитах не превышает 1,0 % по массе, так как эти вещества ослабляют связь между волокнами, тем самым, понижая прочность плит. Гидрофобизирующие добавки вводят в волокнистую массу в виде водных эмульсий. Для получения тонкодисперсной эмульсии в качестве эмульгаторов применяют высокомолекулярные кислоты (олеиновую, стеариновую, пальмитиновую и др.). Для снижения себестоимости готовых плит на предприятиях в качестве эмульгатора используют концентрат сульфитнобардяной бражки, кубовые остатки от перегонки синтетических жирных кислот, а также сульфатное мыло. Необходимое условие для осаждения на волокнах гидрофобных веществ - создание в древесноволокнистой массе кислой среды - рН 4,5-5,0. Такая среда образуется в результате введения в древесноволокнистую массу раствора сернокислого глинозема или алюмокалиевых квасцов, служащих коагуляторами или осадителями. В последнее время широко стали применять серную кислоту.

Для повышения механической прочности древесноволокнистых плит в массу вводят клеевые добавки. Введение альбумина значительно улучшает прочностные показатели изготовляемых плит. В качестве клеевой добавки применяют также малотоксичную водорастворимую фенолоформальдегидную смолу СФЖ-3024Б и смолу СФЖ-3014.

Склады химикатов проектируют и строят отдельно стоящими. Запас химикатов создают из расчета месячной работы цеха. В самом цехе древесноволокнистых плит размещают расходный склад суточного хранения, который располагают рядом с помещением приготовления рабочих составов. Химикаты из основного склада в расходный доставляют электропогрузчиком в специальных контейнерах или товарной таре.

На многие предприятия парафин поступает в железнодорожной цистерне, которую устанавливают около склада готовой продукции. Парафин разогревают острым паром, после чего он самотеком сливается через нижнее отверстие и по трубопроводу, уложенному с уклоном, стекает в бак для хранения емкостью 60 м3. Далее парафин поступает в расходный бак, который устанавливают в цехе на постаменте. Затем парафин самотеком через мерный бачок сливается в бак приготовления парафиновой эмульсии (эмульгатор). Готовую эмульсию перекачивают в специальную емкость (бак) для хранения.

Приготовление рабочего состава фенолоформальдегидной смолы СФЖ-3024Б заключается в ее разведении до рабочей концентрации 5-10 %. Растворение осадителей производят в специальном баке, который по конструкции аналогичен баку для приготовления эмульсии.

Приготовление раствора серной кислоты, используемого для осаждения смоляных эмульсий, заключается в разбавлении серной кислоты водой до концентрации 1,5-3 %. Концентрация вводимой серной кислоты более 3 % нежелательна, так как это может вызвать при прессовании появление пятен на плитах и прилипание их к глянцевым листам и транспортным сеткам.

Расход химикатов по технологической инструкции ВНИИдрева определен в зависимости от породного состава сырья, используемых химических продуктов и мощности предприятия.

Проклеивающие составы вводят в волокнистую массу перед ее отливом в ящики непрерывной проклейки. Обязательное условие проклейки - первоначальное введение в массу проклеивающей эмульсии и только после перемешивания эмульсии с массой - добавление раствора осадителя.

Отлив ковра

Отлив и формирование ковра из древесноволокнистой массы происходит в результате последовательного проведения операций: истечения массы на формующую сетку, свободной фильтрации воды через сетку, отсоса воды вакуумной установкой и дополнительного механического отжима. При истечении массы на сетку свободная вода фильтруется, уходя в оборотную систему, а взвешенные волокна оседают на сетке. Вследствие развитой внешней поверхности волокон, полученной при размоле, создаются условия большей степени их сцепления и переплетения. Эта связь усиливается в процессе вакуумного отсоса и механического отжима воды из полотна. Относительную влажность полотна доводят до 68-72 %. В таком состоянии полотно становится транспортабельным, а кроме того, максимальное удаление воды снижает расход пара и сокращает время на последующую сушку плит. Особенно это важно при производстве мягких плит, так как сушат их не в прессах, а сушильных камерах.

Отлив массы и формирование полотна выполняют на отливных машинах периодического или непрерывного действия.

Предварительно обезвоженный вакуумом древесноволокнистый ковер подвергают дальнейшему обезвоживанию механическим путем - давлением нескольких пар валов, обтянутых сетками. Относительная влажность ковра составляет около 80 %. С такой влажностью ковер сходит с вакуумформующего барабана и роликовым конвейером направляется на обрезку и дополнительное обезвоживание в вальцовом прессе. Дополнительным обезвоживанием влажность сырого полотна может быть доведена до 60%.

Сформированную бесконечную древесноволокнистую ленту-ковер разрезают по длине на отдельные полотна - заготовки. Одновременно обрезают боковые кромки.

Основные условия образования древесноволокнистого полотна: равномерное распределение массы по всей ширине и толщине полотна, хорошее смешение различных фракций волокна, получение беспорядочной ориентации волокон, максимальное сокращение потерь мелких волокон и введенных в массу химических продуктов, достижение необходимой влажности ковра.

Для равномерного распределения массы и хорошего смешения необходимы тщательное хранение и организованная транспортировка массы к отливной машине. Каждая частица волокнистой массы, находясь во взвешенном состоянии в суспензии, совершает движение. Оно происходит, во-первых, под действием силы тяжести (частица опускается), а во-вторых, в зависимости от своей формы она поддается вращению. Образуя сложные движения, частицы волокон и волокна сталкиваются друг с другом, сцепляются и создают условия для хлопьеобразования. Вместе с тем в быстро движущейся суспензии образование хлопьев сопровождается разрывами и устанавливается динамическое равновесие. Учитывая этот факт, необходимо создавать такие условия, чтобы истечение суспензии в трубопроводах не нарушалось механическими препятствиями на пути потока. Следует избегать углов, искривлений, неровностей внутренних поверхностей массопроводов.

Все операции по формированию древесноволокнистого ковра следует производить с постепенно нарастающей нагрузкой. Установлено, что форсированный режим обезвоживания на любой стадии процесса вызывает разрушение волокнистой структуры ковра, снижение его механических свойств при отсутствии каких-либо внешних видимых признаков.

В цехах древесноволокнистых плит, работающих по мокрому способу, важное технологическое и экономическое значение имеет процесс возврата волокна в производство. Вместе со сбрасываемой водой уходят и волокна, содержание которых в сточной воде составляет около 1600 мг/л. Извлечение из сбрасываемой воды древесных волокон позволяет максимально использовать сырье и оборотные воды, что снижает расход сырья и свежей воды на единицу выпускаемых плит. Кроме того, уменьшение содержания волокнистых веществ в сточной воде создает благоприятные условия для последующей обработки ее на очистных сооружениях. Для возврата волокна в производство используются технологические фильтры. В нашей стране на заводах, изготовляющих древесноволокнистые плиты, установлены фильтры польского производства.

Прессование плит

Прессование - основная операция технологического процесса, определяющая качество выпускаемых плит и производительность оборудования. Во время прессования влажное древесноволокнистое полотно подвергается большому давлению при высокой температуре и превращается в древесноволокнистую плиту. Это превращение происходит вследствие физических, химических и морфологических изменений насыщенного влагой древесного волокна.

В процессе прессования происходят изменения целлюлозной части древесного комплекса. Уменьшаются размеры элементарной кристаллической решетки, идет укрупнение кристаллических участков. Упорядочение структуры делает возможным сближение целлюлозных молекул и сегментов макромолекул на расстояния, необходимые для образования химических связей между древесными волокнами. При повышенном давлении и высокой температуре наблюдаются термогидролитические превращения гемицеллюлоз, что вызывает увеличение содержания водорастворимых продуктов в прессуемом материале, окисление первичных гидроксильных групп сахаров с образованием карбоксильных групп, установление простых и сложноэфирных связей в результате реакций дегидратации и этерификации. Этим объясняется, что прочность и водостойкость плит находятся в соответствии с количественными изменениями экстрактивных веществ, изменениями функциональных групп, водородных связей, свободных радикалов и подвижностью углеводного скелета древесного волокна.

Прочность плит определяется прочностью волокон и межволоконных связей. Прочность волокон на разрыв зависит от породы древесины. В образовании межволоконных связей участвуют все основные компоненты углеводлигнинного комплекса, значительная часть которых находится в размягченном, пластифицированном состоянии. Наличие низкомолекулярных веществ, некоторое снижение степени полимеризации целлюлозы, размягчение лигнина, повышение гибкости цепей макромолекул при пьезотермообработке способствует увеличению поверхности контакта между волокнами и адгезионному взаимодействию между ними.

В зависимости от сырья и способов ведения технологического процесса можно получить требуемые физико-механические свойства плит. Для выбора параметров и режима прессования необходимо учитывать следующие исходные факторы: породный состав и качество исходного сырья; способ и качество приготовления массы; характеристику проклеивающих материалов и способ их введения; технические возможности пресса.

При мокром процессе производства наибольшее распространение получили горячие, гидравлические многоэтажные прессы периодического действия.

Режим прессования зависит от многих факторов: качества сырья и массы, влажности и толщины древесноволокнистых полотен, технологических параметров процесса, состояния пресса и его одежды. Весь период (цикл) прессования разделяется на три технологические фазы: отжим, сушку, закалку.

Относительная влажность полотен перед запрессовкой составляет 68-72 %. При низкой влажности (меньше 65 %) наблюдается ухудшение качества плит и иногда даже расслоение. Продолжительность первой фаза прессования составляет 50 - 90 с. Влажность волокнистых полотен доводят до 45 - 50%. На первой стадии прессования определяется плотность плиты.

После первой фазы прессования (отжима) переходят ко второй фазе - (сушке плит), так как дальнейшее удаление воды, возможно только ее испарением. Для ведения процесса сушки снижают удельное давление прессования, чтобы создать благоприятные условия удаления пара из полотен. Его поддерживают на уровне 0,8 МПа. Для обеспечения равномерного выделения пара из влажного волокнистого полотна давления в период сушки сохраняют постоянным.

Большое влияние на ход ведения процесса прессования оказывает также температура плит пресса. При мокром способе производства древесноволокнистых плит температура прессования составляет 200 - 215 °С. Повышение температуры прессования вызвано стремлением ускорить процесс выпаривания воды из древесноволокнистого полотна.

На продолжительность сушки влияют и степень размола массы и толщина прессуемых полотен. Чем выше степень размола массы и больше толщина плиты, тем период сушки продолжительней. Время ее в зависимости от конкретных условий составляет 3,5 - 7 мин. Во время второй фазы прессования вода удаляется до тех пор, пока относительная влажность древесноволокнистой плиты не составит 7%. Эта влажность необходима для проведения реакции конденсации в заключительной стадии прессования. Практический момент окончания фазы сушки определяют по прекращению выделения из плит пара.третей фазе прессования (закалке) плиты подвергают тепловой обработке при повышенном давлении, доводя влажность до 0,5 - 1,5%. Продолжительность третьей фазы подбирается опытным путем и обычно не превышает 3 мин. В технологической инструкции, разработанной ВНИИдревом, рекомендованы следующие режимы прессования: влажность (относительная) древесноволокнистых полотен, поступающих в пресс 72 ± 3%; влажность плит после пресса 0,8 - 1,2%; удельное давление прессования на фазе отжим 4,2 - 5,5 МПа (при содержании лиственных пород более 70% - 5,5МПа), на фазе сушка 0,65 - 0,85 МПа, на фазе закалка 4,2 - 5,5 МПа (при содержании лиственных пород более 70% - 5,5МПа). Температура плит пресса (теплоносителя на входе) зависит от породного состава используемого древесного сырья.

Пропитка маслом, термическая обработка и увлажнение древесноволокнистых плит

Для повышения прочности и влагостойкости плиты пропитывают маслом. На заводах древесноволокнистых плит в изолированном помещении размещают специальные линии, в которые входят: загрузочное устройство, входной роликовый конвейер, пропиточная машина, выходной роликовый конвейер и разгрузочное устройство. На пропитку подаются плиты, вышедшие из пресса, т.е. горячие. Для пропитки древесноволокнистых плит обычно используют смесь льняного и талового масел (40 и 60%) или таловое масло с добавкой свинцово-марганцевого сиккатива (93,5 и 6,5%). Расход масла составляет 10 ± 2% от массы плит.

Термическая обработка повышает физико-механические свойства твердых и сверхтвердых древесноволокнистых плит, улучшая показатели водопоглащения, набухания и предела прочности при изгибе. Улучшение этих показателей происходит в результате процессов термохимических превращений углеводлигнинного комплекса волокнистой массы плит.

При термообработке, под воздействием сухого горячего воздуха из плиты удаляются остатки влаги, а силы поверхностного натяжения сближают макромолекулы целлюлозы на расстояния, достаточные для образования между гидроксилами неориентированных участков водородных связей. Кроме того, термообработка лигнина и углеводов приводит к образованию легко полимеризующихся веществ с высокой реакционной способностью и созданию смолистых продуктов. Термообработку осуществляют в специальных камерах термообработки периодического или непрерывного действия. Термообработку проводят при температуре 160 - 170°С.

Древесноволокнистые плиты - пористые тела. Высушенные, находясь в горячем состоянии после пресса или камер термообработки, они начинают адсорбировать пары воды из окружающего воздуха. Если эти, плиты уложены в плотный пакет, их края поглощают воду в большей степени, что приводит к увеличению линейных размеров плит в периферийной зоне. В результате возникновения значительных внутренних напряжений образуется волнистость. Для придания плитам формоустойчивости необходимо осуществление акклиматизации, заключающейся в. увлажнении при одновременном остывании плит. Для увлажнения плит применяют увлажнительные машины и камеры.

Форматная резка плит

Древесноволокнистые плиты разрезают на окончательные размеры на форматно-обрезных станках, осуществляющих продольное и поперечное резание. Древесноволокнистые плиты разрезают на окончательные размеры на форматно-обрезных станках, осуществляющих продольное и поперечное резание. Режущий инструмент - круглые пилы. Для вырезки дефектных участков и более удобного ведения раскроя плит на заготовки столярно-строительных и других специальных изделий, перед форматно-обрезными станками устанавливают пилу предварительного поперечного раскроя.

При форматной резке готовых плит остаются обрезки кромок, мелкие куски плит, а также опилки, которые целесообразно возвращать в производство. Измельченные отходы вместе с опилками пневмотранспортом направляются в мешальный чан, наполненный водой. Тщательно размешанные отходы при концентрации пульпы 3-4 % насосами подаются в массную емкость перед мельницами вторичного размола. Для размельчения бракованных кусков плит используют маленькие дробилки. Раздробленные частицы системой пневмотранспорта подают в гидропульпер и через промежуточный бассейн на вторичный размол. Подачу отходов на вторичный размол осуществляют также пневмотранспортом без использования гидропульпера.

Описание технологической схемы производства древесноволокнистых плит

В качестве сырья для производства древесноволокнистых плит мокрым способом используют отходы лесопиления и деревообработки, дровяное долготье, мелкий круглый лес от рубок ухода и лесосечные отходы.

Подготовка сырья к производству заключается в приготовлении кондиционной щепы. Первоначально осуществляют разделку древесины на размеры, соответствующие приемному патрону рубительной машины. Для раскроя бревен по длине используют балансирные пилы.

Полученная щепа после рубительной машины поступает на сортировочную машину, где отбирается технологическая щепа, соответствующая предъявленным к ней требованиям. Для сортировки технологической щепы используем сортировочную машину модели СЩ-1М.

С сортировочной машины отобранная щепа поступает в силос хранения щепы. Щепу с размерами, превышающими установленные, передают на дополнительное измельчение в молотковый дезинтегратор ДЗН-1, а затем возвращают в рубительную машину. Мелочь, отсеивающуюся в процессе сортирования, удаляют из цеха как отходы.

Кондиционную щепу направляют в бункеры запаса или расходные бункеры в размольном отделении. Устанавливаем три бункера марки ДБО-60, один из которых - резервный.

Из расходного бункера через бункер-питатель щепа, предварительно подогретая насыщенным паром температурой 160 оС в подогревателе, подается в пропарочный аппарат. Устанавливаем две пропарочные установки «Бауэр-418». Пропарочный котел рассчитан на давление до 1 МПа. Щепа проходит через пропарочный котел под воздействием винтового конвейера. Время пребывания щепы в котле от 1 до 10 мин.

Щепа при том же давлении винтовым конвейером подается в размольный аппарат. В качестве размольного аппарата используем дефибратор марки RТ-70. Температуру в дефибраторе поддерживаем подачей насыщенного пара. Пар одновременно служит для удаления из реакционного пространства дефибратора кислорода воздуха, разрушающе действующего на древесину. Подачу пара в аппарат осуществляют через паровой клапан. Расход пара составляет 700 - 1500 кг/т, в зависимости от породы древесины. Щепа, войдя в размольную камеру, лопатками вращающегося диска направляется между дисками к размольным секторам, которые размалывают ее на волокна.

Полученная древесноволокнистая масса под воздействием давления пара и лопаток вращающегося диска подается в отводящий патрубок к выпускному устройству. Древесноволокнистая масса, пройдя выпускное устройство, попадает в диффузор, в котором происходит ее постепенное расширение, и она с большой скоростью вместе с паром попадает в циклон, откуда волокна, потерявшие в результате самоиспарения некоторое количество влаги, направляются к мельнице вторичного размола - рафинатору. Волокно из дефибратора выходит влажностью 40 - 60%.

Для улучшения свойств плит в щепу или древесноволокнистую массу вводятся гидрофобизирующие добавки. Эмульсию парафина вводят через специальные форсунки пропарочной установки перед размолом щепы на волокна из расходного бака парафина. Смешение волокна с водорастворимой феноло-формальдегидной смолой СФЖ-3014 происходит в смесителе 10, который установлен между ступенями сушки.

После размола волокно подается в циклон сушилки первой ступени 9. Для проведения первой стадии сушки устанавливаем четыре аэрофонтанных сушилки, одна из которых является резервной. В качестве агента сушки служит воздух, нагретый в калорифере до температуры до 160 оС. Воздух и волокно движутся при помощи центробежного вентилятора при давлении 22 МПа. После первой ступени влажность древесноволокнистой массы снижается до 40%.

Далее волокно направляется в сушилку второй ступени. Вторая ступень сушки проводится в барабанных сушилках. Волокно после первой ступени сушки через ротационный затвор подается в сушильный барабан, в котором, продвигаясь по барабану, оно перемешивается с агентом сушки. Агент сушки подается в сушильный барабан через специальный канал по касательной к цилиндрической поверхности. Поток подхватывает волокно и проходит через сушильный барабан по винтообразной линии при интенсивном теплообмене и перемешивании. Затем волокно выдается из сушилки через специальный ротационный затвор. В сушилке второй ступени используют принцип низкой температуры при большом объеме агента сушки. Температура воздуха на входе в сушилку составляет 180 - 200 оС, а объем воздуха, проходящего через сушилку, приведенный к стандартной температуре 21 оС, составляет 52500 м3/ч. После второй ступени сушки волокно имеет влажность не более 8%.

Далее волокнистая масса направляется в формующую машину 12. Для формования ковра используют двухсеточные вакуумформующие машины, в которых формование осуществляется осаждением волокон массы потоком воздуха, проходящим сверху вниз через движущееся сетки. Ковер настилается на движущуюся сетку, объединяющую три камеры и ленточно-валковый пресс. Волокно из бункеров-дозаторов поступает в соответствующую камеру, воздух из которой отсасывается вентилятором, создающим вакуум, а также системой для удаления излишних волокон от калибрующего валика. По ширине камеры древесноволокнистая масса распределяется с помощью качающегося сопла. Величина вакуума под сеткой в камерах составляет соответственного, 20 - 30 кПа. В зависимости от плотности выпускаемых плит определяется высота настилаемого слоя. При плотности 1 т/м3 значение массы 1 м2 ковра соответствует толщине древесноволокнистой плиты в мм.

Сформированный на вакуумформирующей машине непрерывный ковер поступает на ленточный пресс предварительной подпрессовки, предназначенный для обеспечения транспортабельности ковра, а так же для рационального использования горячего пресса, сокращения величины просвета между его плитами и увеличения скорости их смыкания. Удельное давление в прессе наращивают постепенно. Удельное давление подпрессовки равно 0,1 - 0,15 МПа; линейное давление составляет 1400 Н/см. Работа пресса синхронизируется с работой формирующей машины. Скорость бесступенчато регулируется от 9 до 50 м/мин.

Далее осуществляют раскрой непрерывного ковра на полотна. Из ленточного пресса ковер движется по ленточному конвейеру к пилам поперечной резки, предназначенных для раскроя бесконечного ковра на полотна. Туда же, поверх основного ковра, из формующей головки отделочного слоя поступает волокно, сформированное в виде тонкого ковра, для нанесения отделочного слоя на плиты. Затем пилами продольной резки 16 осуществляют обрезку ковра до заданной ширины. Качающийся конвейер - типпель распределяет полотна на двухъярусную систему ленточных конвейеров. Эта система состоит из трех секций двухъярусных конвейеров, обеспечивающих подачу полотен в загрузчик пресса и запас полотен на то время, пока загрузчик горячего пресса не может принять их.

Древесноволокнистые полотна подаются в пресс загрузчиком. Загрузочное устройство, обеспечивающее бесподдонную загрузку древесноволокнистых плит в пресс, состоит из неподвижной рамы, загрузочной этажерки, механизма подъема и опускания этажерки, двадцати двух конвейеров-загрузчиков с индивидуальными приводами. Конечный выключатель останавливает загрузчик, после чего он движется назад, оставляя полотна в прессе.

В зависимости от породного состава сырья и применяемого типа связующего температура прессования на разных заводах колеблется в пределах 180 - 260 °С. Для древесины мягких лиственных пород температура прессования равна 180 - 220 °С, для твердых пород - 230 - 260 °С. Для получения волокнистых плит плотностью 1 г/см3 необходимо иметь на начальном этапе прессования удельное давление 6,5 - 7 МПа. Время выдержки при максимальном давлении определяется влажностью ковра, температурой прессования, а также термохимической обработкой сырья. Выдержка при максимальном давлении во избежание появления пузырей и пятен вследствие скапливающегося в полотне пара не должна превышать 40 с. Для удаления пара целесообразно снижение давления. Давление снижают до величины несколько меньшей, чем давление пара в полотне, которое определяется температурой нагревательных плит пресса и условиями термохимической обработки сырья. Продолжительность прессования зависит от заданной толщины готовой плиты. Полный цикл прессования должен регулироваться таким образом, чтобы после прохождения плитами пресса они имели влажность 0,3 - 0,5 %.

После прессования древесноволокнистые плиты системой рычагов разгрузочного устройства передаются в разгрузочную этажерку, а оттуда по одной направляются на конвейер для обрезки и кондиционирования.

После пресса плиты имеют влажность менее 1 % и высокую температуру. В процессе разгрузки пресса, обрезки кромок и заполнения вагонеток плиты охлаждаются до 50 °С и набирают влаги до 2 %. Равновесная влажность плит в нормальных условиях (при температуре 20°С и относительной влажности воздуха 65%) составляет 5 - 9%. Поэтому плиты после стадии прессования поступают на стадию кондиционирования. Загрузочное устройство обеспечивает автоматическую загрузку плит в вагонетки, которые затем подаются в камеры кондиционирования. Время кондиционирования 3 - 5 ч.

После камеры кондиционирования плиты на участок раскроя и механической обработки подаются электропогрузчиками. Затем они укладывают на приемную площадку конвейера, а оттуда по одной подаются к станку продольной распиловки. Скорость подачи регулируется от 10 до 75 м/мин. Станок продольной распиловки имеет три пилы, из которых две крайние служат для обрезки кромок, а центральная при необходимости может выполнить продольный распил: Крайние пилы снабжены устройствами для дробления кромок шириной до 50 мм. Размер плиты после чистой обрезки, мм: максимальный 1830, минимальный 1700.

Далее плиты поступают на станок поперечной распиловки, оснащенный пятью пилами, положение которых регулируется. Наружные пилы имеют устройства для дробления кромок шириной до 50 мм. Максимальная длина плит после обрезки - 5500 мм.

Плиты после обрезки штабелируются укладчиком и попадают в накопитель плит, откуда транспортируются автопогрузчиком.

Расчет и подбор основного и вспомогательного оборудования для производства ДВП мокрым способом

Подбор рубительной машины

Сырье подается в производство в виде кондиционной щепы. Подготовка сырья к производству плит, состоящая в приготовлении кондиционной щепы, включает следующие операции: разделку древесины на размеры, соответствующие приемному патрону рубительной машины; рубку древесины на щепу; сортировку щепы для отбора требуемого размера с доизмельчением крупной фракции и удалением мелочи; извлечение из щепы металлических предметов; промывку щепы для очистки ее от грязи и посторонних включений.

Для приготовления щепы используем барабанную рубительную машину ДРБ-2.

Производительность аппарата составляет 4 - 5 м3/ч, диаметр барабана 1160 мм и число режущих ножей - 4.

Из расчетов материального баланса получаем, что в рубительное отделение поступает 243661,95 кг влажной древесины в сутки, т.е. 10152,58 кг в час. Принимая плотность древесины равной 1540 м3/кг, получим:

58/1540 = 6,59 м3/ч

Согласно расчетам необходимо установить две рубительные машины.

Подбор сортировочной машины

Полученную щепу после рубительных машин сортируют, в результате чего отбирают технологическую щепу, соответствующую предъявленным к ней требованиям.

Согласно материальному балансу на сортировку поступает 236565 кг влажной щепы в сутки, что составляет 9857 кг в час. Принимая средневзвешенную условную плотность древесного сырья равную 650 кг/м3, определим насыпную плотность ?н, кг/м3, по уравнению:

Н = ? · kп (1)

где kп - коэффициент полнодревесности для щепы, равный 0,39.

?н = 650 ·0,39 = 253,5 кг/м3

Тогда получим, что на сортировку поступает 9857/253,5 = 39 насыпных м3 в час.

Для сортировки технологической щепы используем сортировочную машину гирационного типа модели СЩ-1М, техническая характеристика которой приведена в табл. 3.

Таблица 2. Техническая характеристика сортировочной машины

ПоказателиЗначениеПроизводительность, насыпных м3/ч60Число сит3Наклон сит, град3Мощность электродвигателя, кВт3Масса, т1,3

Подбор дезинтегратора

Для измельчения крупной щепы используют молотковые дезинтеграторы. Выбираем дезинтегратор типа ДЗН-1, техническая характеристика которого приведена в табл. 3.

Таблица 3. Техническая характеристика дезинтегратора ДЗН-1

ПоказателиЗначениеПроизводительность, насыпных м3/ч18Габаритные размеры, мм длина2300 ширина1620 высота825Масса, кг2248Мощность электродвигателя, кВт11,4

Подбор расходных бункеров кондиционной щепы

Кондиционную щепу направляют в бункеры запаса или расходные бункеры в размольном отделении. По конфигурации в плане бункеры запаса бывают двух типов: прямоугольные и круглые.

Используем прямоугольные бункера, располагая их в здании отделения приготовления щепы. При небольших запасах щепа может храниться в вертикальных бункерах. Используем бункер типа ДБО-60, техническая характеристика которого приведена в табл. 4.

Таблица 4. Техническая характеристика вертикального бункера ДБО-60

ПоказателиЗначенияЕмкость бункера, м360Число выгрузочных винтовых конвейеров3Производительность одного винтового конвейера, м3/ч3,8 - 40Установленная мощность двигателей, кВт21,9Высота опор, м4Общая высота бункера, м11,75Общая масса бункера, т18,5

Требуемое количество бункеров nб определяем по формуле:

б = Gщ · t/Vб · ?н · kзап (2)

где Gщ - часовая потребность проектируемого цеха в технологической щепе, кг/ч (по данным материального баланса Gщ = 9857 кг/ч); t - время, в течении которого бункеры обеспечивают бесперебойную работу потока, ч (при работе отделения по подготовке щепы в три смены t = 3 ч); Vб - объем бункера, м3; ?н - насыпная плотность щепы, кг/м3(определяли в пункте 4.2); kзап - коэффициент заполнения рабочего объема бункера (для вертикальных kзап = 0,9).

б = 9857 · 3/60 · 253,5 ·0,9 = 2

Соответственно устанавливаем три бункера, один из которых - резервный.

Подбор пропарочной установки

Из бункера-питателя щепа винтовым дозатором подается в барабанный питатель низкого давления, из которого направляется в подогреватель, где подогревается насыщенным паром, температурой 160°С. В выходной секции подогревателя вмонтирована форсунка, через которую в него вводится в расплавленном состоянии парафин, распыляемый сжатым воздухом с давлением 0,4 МПа. Из подогревателя пропитанная парафином щепа поступает непосредственно в аппарат гидродинамической обработки. На заводах древесноволокнистых плит используют аппараты непрерывного действия различных систем.

Устанавливаем пропарочноразмольную систему «Бауэр-418», имеющую следующие характеристики: пропарочный котел горизонтальный, трубчатого типа, диаметром 763 мм, длинной 9,15 м, рассчитанный на давление до 1 МПа. Производительность пропарочной установки - до 5 т/ч.

Согласно расчетам материального баланса на пропарку поступает 238 т пропитанной парафином щепы в сутки, что составляет около 10 т/ч. Соответственно необходимо установить две пропарочных установки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Комплексное использование древесины имеет своей целью повышение экономической эффективности лесной и деревообрабатывающей промышленности путем сокращения лесозаготовок и одновременно полного использования древесных отходов и низкосортной древесины в качестве технологического сырья. Эта проблема продолжает оставаться актуальной, несмотря на то, что бережное отношение к природным ресурсам и охрана окружающей среды стали естественным требованием, предъявляемым к деятельности людей.

Необходимо более полно использовать лесосырьевые ресурсы, создавать комплексные предприятия по лесовыращиванию, заготовке и переработке древесины. Решению проблемы безотходного производства в лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности способствует производство плитных (листовых) материалов, так как их изготавливают из различных древесных отходов и неделовой древесины.

Применение плитных материалов в строительстве повышает индустриализацию производства и обусловливает сокращение трудозатрат. В мебельном производстве их применение обеспечивает экономию трудозатрат и позволяет сокращать потребление более дорогих и дефицитных материалов.

Расчетами установлено, что 1 млн. м2 древесноволокнистых плит заменяют в народном хозяйстве 16 тыс. м3 высококачественных пиломатериалов, для производства которых необходимо заготовить и вывезти 54 тыс. м3 древесины. Выпуск 1 млн. м2 древесноволокнистых плит обеспечивает экономию более 2 млн. руб. за счет уменьшения объемов лесозаготовок и вывозки, расходов на лесовозобновление; железнодорожный транспорт, также сокращения численности рабочих на лесоразработках.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Ребрин С.П., Мерсов Е.Д., Евдокимов В.Г. Технология древесноволокнистых плит, изд. Лесная промышленность, М., 1971. 272 с.

Карасев Е.И. Оборудование предприятий для производства древесных плит. - М.:МГУЛ, 2002. - 320 с.

Соколов П.В. Сушка древесины. Лесная промышленность, М., 1968. 340с.

Волынский В.Н. Технология древесных плит и композитных материалов. Спб.: Издательство «Лань» , 2010. - 336 с.

Степанов Б.А. Материаловедение для профессии связанных с обработкой дерева. - М.: ПрофОбрИздат, 2001.-328 с.

Http://revolution.allbest.ru

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Сырьевая база производства. Породы древесины, гниль и другие дефекты. Форма, влажность и плотность древесного сырья. Производство мягких древесноволокнистых плит и физико-химические основы рассматриваемого процесса. Использование воды и энергии.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Пояснительная записка содержит 51 страниц, 13 рисунков, 9 таблиц, 10 источников.

ОТХОДЫ ЛЕСОПИЛЕНИЯ, ЩЕПА, ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫЕ ПЛИТЫ, ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТАЯ МАССА, ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫЙ КОВЕР, ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТОЕ ПОЛОТНО, СУХОЙ МЕТОД ПРОИЗВОДСТВА.

Целью данной курсовой работы является рассмотрение технологии производства древесноволокнистых плит (ДВП). Рассмотрены основные методы производства, наиболее подробно рассмотрен и проанализирован сухой способ производства ДВП.

Для этого было рассмотрено основное сырье, технология, физико-химические основы производства, основное оборудование, жизненный цикл продукции. Проведен анализ использования сырья и материалов.

В работе также рассмотрены источники воздействия данного производства на окружающую среду. Сделаны выводы о возможных методах уменьшения негативного воздействия.

Графический материал включает 1 лист иллюстративного материала формата А1, на котором изображена технологическая схема производства ДВП сухим способом.

Введение

1. Сырьевая база производства

1.1 Породы древесины

1.3 Гниль и другие дефекты

1.4 Форма, влажность и плотность древесного сырья

2. Характеристика способов производства

2.1 Мокрый способ производства ДВП

2.1.1 Производство мягких древесноволокнистых плит

2.2 Сухого способ производства ДВП

2.2.1 Производство ДВП периодическим способом с применением многоэтажного гидравлического пресса

2.2.2 Производство непрерывным способом с применением каландрового пресса

3. Физико-химические основы рассматриваемого процесса

4. Технологическая схема производства

4.1 Технологическая схема процесса

4.2 Характеристика основного оборудования

4.3 Анализ использования сырья и материалов

4.4 Использование воды и энергии

4.4.1 Использование воды

4.4.2 Использование электроэнергии

5. Жизненный цикл продукции и основные виды воздействия производства на окружающую среду

5.1 Жизненный цикл продукции

5.2 Основные виды воздействия производства на окружающую среду

Заключение

Список использованных источников

Введение

Древесноволокнистые плиты (ДВП) в настоящее время производятся в довольно больших объемах во многих странах мира (США, Япония, Швеция, Россия и другие), в том числе и в Республике Беларусь. В СНГ функционирует более 60 крупных предприятий. Эти плиты не только полноценно заменяют натуральную древесину в листовом виде, но и обладают целым рядом полезных свойств (теплопроводность, звукопоглощение, звукоизоляция, огнестойкость, биостойкость), не присущих древесине, поэтому имеют широкую область применения, которая непрерывно расширяется, в особенности в производстве мебели, где ДВП в виде МДФ хорошо известны как конструкционный и отделочный материал. Основное количество ДВП производится на предприятиях, расположенных в Бобруйске, Витебске, Борисове, Пинске, Мостах, Ивацевичах. В ОАО «Мозырьдрев» запланирован ввод в действие цеха по производству особого вида ДВП по сухому способу - изоляционных с широким диапазоном толщины и свойств. Их отличительной особенностью являются экологическая чистота и целевое направление использования - в строительстве зданий и сооружений. Около 26 % ДВП используется на внутреннем рынке, остальное поступает на экспорт (в Россию, Польшу, Литву и др.). На долю Республики Беларусь приходится 0,43 % общемирового производства ДВП. ДВП производят из неделовой древесины и древесных отходов, а именно сырьём является технологическая щепа, а также отходы лесопильных и деревообрабатывающих предприятий. ДВП успешно используют в домостроении, при изготовлении мебели и тары, в машиностроении в качестве экологически чистого конструкционного и отделочного материала. Это обуславливает необходимость увеличения объёмов выпуска плит, расширения ассортимента и повышения качества . В связи с этим считаю данную тему актуальной для изучения.

1. Сырьевая база для производства древесноволокнистых плит

Выбор сырья определяется экономической целесообразностью с учетом величины его запасов, условий заготовки, доставки и хранения. Для производства древесноволокнистых плит в качестве первичного сырья применяют стволовую древесину хвойных и лиственных пород, древесину рубок ухода за лесом, стебли однолетних растений.

В качестве вторичного древесного сырья используют отходы лесопильной и деревообрабатывающей промышленности (горбыли, рейки, вырезки и торцы), в том числе отходы фанерной промышленности (карандаши, шпон-рванин), лесосечные отходы (сучья, ветки), опилки.

Из недревесных отходов сырьем для производства древесноволокнистых плит служат: отходы производства древесноволокнистых плит - плитные обрезки; старая бумага - макулатура (для производства мягких плит); отходы бумагоделательной промышленности - коста, пучки неразделившихся волокон.

Отходы лесопиления и деревообработки и сырье древесное для технологической переработки - основные виды сырья для получения технологической щепы в производстве древесноволокнистых плит.

Технологическая щепа поступает на предприятия ДВП из смежных цехов и как готовая продукция с других предприятий. Использование отходов от обработки и сушеной древесины нежелательно.

В качестве сырья для производства ДВП могут применяться почти все породы древесины, произрастающие в европейской части. Практическое значение в производстве ДВП мокрого и сухого способов имеют хвойные породы - ель, сосна, пихта и лиственные - береза, осина.

Качественные требованиям к лесоматериалам определяются ОСТ 13-76 «Сырье древесное для технологической переработки. Размеры и технические требования» и ГОСТ 23827 « Сырье древесное тонкомерное. Технические условия», к щепе - ГОСТ 15815 « Щепа технологическая» и ТУ 15-396 «Щепа технологическая и сучьев».

1.1 Породы древесины

Для производства древесноволокнистых плит мокрым способом хвойные породы в общем объеме потребления занимают преобладающее место, сухим способом - лиственные породы. Это объясняется тем, что каждая породная группа, а в каждой группе каждая порода имеет свои индивидуальные особенности как по физическим свойствам, так и по химическому составу: плотности древесины, ее прочности, длине и толщине волокна, содержанию основных компонентов древесины (целлюлоза, гексозаны, пентозаны, лигнин, пектиновые вещества), которые предпочтительны для мокрого или сухого способов (таблица 1.1) .

Таблица 1.1 - Химический состав экстактивных веществ

Повышенное содержание легкогидролизуемых веществ у древесины лиственных пород ухудшает качество оборотных вод, снижает выход древесноволокнистой массы при мокром способе.

Для механических свойств древесноволокнистой массы имеют значение величина клеток древесины и другие их особенности. У клеточных элементов лиственной древесины значительно меньше (примерно в три раза) длина волокон по сравнению с трахеидами хвойных пород (таблица 1.2).

Таблица 1.2 - Размеры волокон отечественных пород, мм

В связи с дефицитом хвойного сырья значительно увеличилось использование древесины лиственных пород для производства плит мокрым способом. Средний расход древесины лиственных пород на производство древесноволокнистых плит мокрым способом в европейской части составил примерно 59-73%.

Увеличение доли лиственной древесины стало возможным благодаря применению на ряде предприятий упрочняющих добавок (альбумина, фенолформальдегидной смолы), а также совершенствованию технологических процессов производства плит и его оборудования.

Физико-механические свойства перерабатываемой древесины зависят от предела прочности той или иной породы древесины, что сказывается на процессе образования элементов щепы и на расходе энергии. Наибольшая энергия затрачивается на рубку тополя, сосны, пихты, лиственницы.

1.2 Кора

Для производства древесноволокнистых плит используют щепу, полученную из неокоренного сырья. Кора (корка и луб) физическими свойствами и химическим составом значительно отличается от стволовой древесины. Кора содержит большое количество экстрактивных веществ и лигнина. Количество пентозанов и целлюлозы значительно меньше, чем в стволовой древесине. Среднее объемное содержание коры на стволовой древесине следующее, процент: ель - 9,5; сосна - 12; береза - 13; осина - 14; пихта - 11; лиственница - 18. древесина плита сырье

Выход древесноволокнистой массы из коры примерно на 26% ниже, чем из стволовой, из коры ели - на 12-13 %. Наличие коры березы вызывает затруднения при отделке твердых древесноволокнистых плит лакокрасочными материалами. Кора в тонкомерных сортиментах представлена в основном лубом. Корковый слой у такой древесины отсутствует или имеется в зачаточном состоянии, толщина коры 1-4 мм.

1.3 Гниль и другие дефекты

В зависимости от глубины изменений различают гниль Й, ЙЙ и ЙЙЙ стадий. В гнилой древесине увеличивается число обрывков волокон и средняя длина волокна меньше, чем у здоровой древесины примерно в 1,4-1,8 раза. В древесине, поврежденной дереворазрушающими грибами, по сравнению со здоровой, наблюдается сильное увеличение содержания минеральных веществ, веществ, растворимых в горячей воде, и снижение количества пентозанов. Поперечные разрезы волокон у древесины, пораженной гнилью, меньше, чем у здоровой.

Изменение структуры клеточной стенки отражается на прочности отдельных волокон. Потери древесины, обусловленные гниением, вызывают снижение ее плотности.

Особенности химического состава гнили способствуют снижению выхода древесноволокнистой массы, ухудшению прочностных свойств плит и качества оборотных вод, что сказывается на производстве ДВП. При изготовлении ДВП допускается изготовление щепы, полученной из необлагороженного сырья.

В сырье древесном для технологической переработки ядровая гниль не допускается более: для Й и ЙЙ сортов - 1/4 и для ЙЙЙ сорта - 2/3 толщины соответствующего торца выходом на второй торец не более: для Й сорта - 1/3, ЙЙ сорта - 1/2 и ЙЙЙ сорта - 2/3 его толщины. Содержание гнили в сырье древесном тонкомерном не допускается. Содержание гнили в технологической щепе по ГОСТ 15815 разрешается до 5% от массы щепы. Щепа с содержанием гнили более 5% используется при соответствующей корректировке технологического режима.

Обугленные поверхности древесины для производства щепы не допускаются. Наличие обугленных частиц и металлическихвключений в щепе отрицательно влияет на качественные показатели плит и состояние оборудования, особенно на размольной гарнитуре дефибраторов и рафинаторов. Содержание минеральных включений разрешается не более 1%. При пропуске через гидромоечную установку содержание их снижается на 90-95%.

1.4 Форма, влажность и плотность древесного сырья

Размеры древесного сырья зависят от приемных устройств рубильных машин, наличия специального оборудования для разделки сырья. Размеры древесного сырья для технологической переработки установлены по длине 1-6 м с градацией 1 м независимо от сортности сырья, по толщине для Й сорта - 4 см и выше, для ЙЙ и ЙЙЙ сортов - 2см и выше. При поставке сырья в расколотом виде наибольшая толщина не должна превышать 40 см. Высота оставляемых сучьев не более 5 см.

Отходы лесопиления и деревообработки используют длиной до 4,5-6,5 м. Тонкомерное сырье, получаемое при рубке ухода за лесом и на лесосеках главного пользования при осветлении, прочистке, прореживании, применяется неокоренным, с обрубленными сучьями, с толщиной в верхнем отрубе 2-6 см при длине 1-3 м.

Оптимальная относительна влажность щепы 30-50%. Влажность древесины, поступающей на предприятия, из-за периодичности поставки, различия сроков хранения и ряда других факторов значительно колеблется. Для выравнивания влажности рекомендуется перемешивать щепу в процессе приготовления, загрузки, выгрузки, выдерживать в складах (бункерах), пропускать через гидромойку.

Плотность древесного вещества почти не зависит от породы древесины и составляет в среднем 1540 кг/м?. Плотность древесины как физического тела зависит от объема пор и влажности древесины. В производстве ДВП важнейшую роль играет условная плотность древесины - отношение массы образца в абсолютно сухом состоянии к объему при влажности, равной пределу гигроскопичности или больше его.

2. Характеристика способов производства

Наиболее распространенные способы изготовления древесноволокнистых плит - мокрый и сухой. Промежуточные между ними - мокросухой и полусухой способы, которые получили меньшее распространение.

Мокрый способ основан на формировании ковра из древесноволокнистой массы в водной среде и горячем прессовании нарезанных из ковра отдельных полотен, находящихся во влажном состоянии (при относительной влажности около 70%). При сухом способе ковер формируется из высушенной древесноволокнистой массы в воздушной среде. Плиты получают горячим прессованием полотен, имеющих влажность 5-8%. Полусухой способ основан на формировании ковра из высушенной древесноволокнистой массы в воздушной среде и горячем прессовании полотен, имеющих влажность около 20%, а мокросухой - на формировании ковра из древесноволокнистой массы в водной среде, сушке полотен и горячем прессовании сухих полотен, имеющих влажность, близкую к нулю.

В нашей стране плиты выпускают по мокрому и сухому способам производства. В процессе изготовления плит любым из названных способов древесину измельчают в щепу; затем ее превращают в волокна, из которых формируют ковер, разрезанный далее на полотна. Сухие полотна прессуют в твердые плиты. Влажные полотна или прессуют, получая твердые и полутвердые плиты, или сушат, получая мягкие (изоляционные) плиты. Указанными выше способами можно изготовить волокнистые плиты из любых органических материалов, поддающихся расщеплению на волокна.

2.1 Мокрый способ производства ДВП

Данный способ включает следующие основные стадии :

– получение древесноволокнистой массы;

– проклейка древесноволокнистой массы;

– отлив древесноволокнистого ковра;

– горячее прессование плит;

– пропитка маслом, термическая обработка и увлажнение древесноволокнистых плит;

– форматная резка плит;

– контроль качества.

2.1.1 Производство мягких древесноволокнистых плит

Технологическая схема производства мягких (изоляционных) древесноволокнистых плит на участках приема и подготовки древесного сырья и химических добавок не отличается от схемы производства твердых плит. Но волокнистая масса используется с более высокой на 15-18 ДС степенью помола, т.е. составляет 36-40 ДС. Это достигается применением третьей ступени размола на дисковой мельнице, которую устанавливают на потоке массы, поступающей из рафинаторного бассейна.

В качестве упрочняющей добавки используют малотоксичную фенолоформальдегидную смолу при повышенном на 1-2% расходе по сравнению с расходом для твердых плит. В качестве гидрофобизатора применяют эмульсии с парафин содержащими веществами, а для проклейки плит применяют канифольно-парафиновую эмульсию или эмульсию с сульфатным мылом.

Формирование древесноволокнистого ковра производят на плоскосеточной отливной машине с увеличенной до 2440 мм и более шириной сетки при пониженной до 4 м/мин скорости.

Плиты впускают толщиной от 8 до 25 мм. После отливной машины полотна влажностью порядка 65% автоматически питателем подаются в роликовую сушилку. Промышленное применение нашли 8-,12-и 20-ярусные сушилки с многократной циркуляцией сушильного агента воздуха, подогреваемого в калориферах с применением в качестве теплоносителя насыщенного водяного пара давлением 1,0-1,2 МПа.

Мягкие плиты дополнительной термообработке и кондиционированию не подвергаются.

2.2 Сухого способ производства ДВП

В настоящее время известно несколько технологических схем производства ДВП сухим способом с применением различного оборудования.

Независимо от принятого оборудования технологический процесс производства древесноволокнистых плит сухим способом составляют следующие операции: приемка, хранение сырья и химикатов; приготовление щепы; пропарка, размол щепы на волокна; подготовка связующего и гидрофобизирующих добавок; смешение волокна со связующими и другими добавками; сушка волокна; формирование ковра; предварительное уплотнение (подпрессовка); прессование; кондиционирование плит; механическая обработка плит.

При производстве древесноволокнистых плит сухим способом применяют древесину различных пород, причем в отличие от производства мокрым способом здесь отдается предпочтение древесине лиственных пород, что обусловлено спецификой воздушного ковра. Короткие и ровные волокна лиственных пород, при прочих равных условиях, обеспечивают более равномерную плотность ковра, чем длинные волокна хвойных пород.

Древесина различных пород вследствие особенностей ее структуры требует специфической обработки, поэтому плиты с наименьшим содержанием связующего получают при использовании одной породы. Однако возможно и смешивание различных пород древесины, но при этом следует учитывать особенности ее строения. Плиты с хорошими показателями получают при смешивании пород с одинаковыми или близкими плотностями. При смешивании пород с различной плотностью плиты различаются массой и скоростью волокон в воздушном потоке, поэтому равномерная сушка не может быть обеспечена. Следует также учитывать, что породы древесины разной плотности требуют разных сроков сушки.

2.2.1 Производство ДВП периодическим способом с применением мног о этажного гидравлического пресса

Принципиальная особенность сухого способа производства состоит в формировании древесноволокнистого ковра из сухих волокон и прессование в горячем гидравлическом прессе полотна без транспортной сетки, что значительно сокращает цикл последнего указанного процесса.

Периодический способ производства ДВП включает следующие стадии :

– приготовление древесноволокнистой массы. На заводах по производству ДВП сухого способа принята одноступенчатая схема размола щепы с использованием пропарочно - размольной установки, работающей по методу «Бауэра». Установка «Бауэр» состоит из пропарочной камеры рафинера с двумя размольными дисками, вращающимися в разные стороны. Диаметр размольных дисков - 915 мм, частота вращения - 1500 мин -1 . При оценке качества древесноволокнистой массы большое значение придается фракционному составу волокон и их степени помола. Удовлетворительной считают такую древесноволокнистую массу, в которой крупная фракция, оставшаяся на сите № 10 (10 отверстий или ячеек на 1 дюйм сетки), составляет 10%, средняя фракция на сите № 80 - 70% и мелкая на сите № 200 - 20%. Для определения степени помола волокон применяют прибор ВНИИдрев, принцип действия которого основан на определений сопротивления волокон потоку проходящего через него воздуха. Навеску высыпают в рабочую трубку, внутри которой расположена сетка. В трубе вакуум- насосом создается разряжение. Волокна в потоке воздуха скоростью до 1 м/с осаждаются на сетке, покрывая ее тонким слоем. Разряжение под слоем волокон характеризует степень помола выраженную в единицах ВНИИдрев. Древесноволокнистая масса для наружных слоев плит должна иметь степень помола 350 единиц, для внутренних - не менее 250 единиц, что ориентировочно составляет 13,7 и 12 ДС.

– введение связующей и гидрофобизирующей добавки. В качестве связующего, вводимого в древесноволокнистую массу, применяют фенолоформальдегидную смолу (например, марки СФЖ-3014), расход которой зависит от толщины плиты: при толщине плиты 6-8 мм - 4-5% от массы сухого волокна, при 10-12 мм - 6-8%. Рабочий раствор фенолоформальдегидной смолы готовят 25%-ной концентрации; его вязкость по вискозиметру ВЗ-4 должна быть 11-25 с. Раствор смолы вводят в массу сразу после мельницы размола. Для придания плите гидрофобных свойств в ее композицию добавляют восковые продукты (парафин). Парафин вводят в расплавленном виде при температуре

80 - 90 ?С путем впрыскивания его в щепу перед шаровым затвором пропарочного котла. Расход парафина составляет 1% от массы сухого древесного волокна.

– сушка древесных волокон . После размола абсолютная влажность волокнистой массы достигает 120%. Снижают влажность волокна до 6-8% в две ступени в сушилках. В качестве сушильного агента используются горячий воздух и смесь топочных газов с воздухом. Волокна сушатся во взвешенном состоянии. На первой ступени сушки волокна после размола транспортируются по трубопроводу воздухом, подогретым в воздухонагревателе до температуры 160-170 ?С. Увлажненный воздух и пар отделяются от волокон в циклоне и через выпускную трубу удаляются в атмосферу. Продолжительность сушки на первой ступени 4-5 с. Через ротационный разгрузочный клапан и рыхлитель волокна температурой около 70 ?С и абсолютной влажностью 65-67 % поступают на вторую ступень сушки в барабанную сушилку системы «Бютнер», в которой сушильным агентом служит смесь топочных газов с воздухом. Температура сушильного агента перед сушилкой - 190 ?С, а при поступлении в барабан - 150 ?С. В барабане сушилки сушильный агент движется винтообразно по внутренней цилиндрической его поверхности; при этом волокна интенсивно перемешиваются. Время сушки зависит от шага винтообразного потока, который регулируется направляющими лопатками, расположенными в нижнем канале, и может составлять 8-15 с. После сушки волокна направляются по воздуховоду в циклон, где отделяются от сушильного агента. Температура удаляемого сушильного агента, которая не должна превышать 70 ?С, контролируется системой автоматического регулирования. Сухие волокна проходят пневмосистему охлаждения, после чего направляются на формирование ковра. Процесс сушки волокон требует строгого контроля из-за высокой пожаро- и взрывоопасности.

– формирование древесноволокнистого ковра . Формирование древесноволокнистого ковра осуществляется на движущейся сетке в воздушной среде. Участок формирования, предназначенный для изготовления пятислойного ковра, состоит из вакуум-формирующей машины с пятью головками, системы пневмотранспорта, ленточно-валкового предварительного пресса, узла раскроя ковра и плитного форпресса. Сетка вакуум-формирующей машины движется со скоростью 9-50 м/мин, которая зависит от высоты формируемого ковра. Максимальная общая высота формируемого ковра 560 мм. Ковер формируется последовательно в результате перемещения сетки от одной формующей головки к другой. Плотность получаемого древесноволокнистого ковра, зависящая от плотности древесины, степени помола волокна, вакуума под сеткой и других факторов, составляет 15-25 кг/м 3 .

– подпрессовка древесноволокнистого ковра. После вакуум-формирующей машины древесноволокнистый ковер поступает в ленточно-валковый пресс, где предварительно подпрессовывается. Пресс состоит из двух пар валков и регистровых валиков, на которые натянуты ленты, шириной 2250 мм. Скорость движения лент регулируется в пределах 9-50 м/мин. Нижняя лента проходит под сеткой вакуум-формирующей машины и движется со скоростью, равной скорости сетки. Верхняя часть пресса состоит из двух секций, соединенных между собой шарнирно. В первой секции регистровые валики расположены наклонно под углом приблизительно 6 градусов по отношению к нижним, что позволяет постепенно уплотнять уходящий в пресс ковер. Просвет между регистровыми валиками во входной части пресса, таким образом, может достигнуть 600 мм. Регистровые валики второй секции расположены горизонтально, параллельно нижним валикам. Расстояние между валиками регулируют в пределах 200 мм. Древесноволокнистый ковер во время подпрессовки значительно уплотняется, становясь транспортабельным. При этом высота ковра уменьшается примерно в 2,5 раза. Оценкой качества ковра служит равномерность распределения плотности ковра и состояние его кромок на следующей стадии технологического процесса - форматной обрезке. Толщина древесноволокнистых полотен после первичной подпрессовки устанавливается в зависимости от толщины изготовляемых плит, мм: для плит толщиной 6 мм - 100, толщиной 8 мм - 140. Древесноволокнистые полотна толщиной свыше 120 мм не могут быть направлены в горячий гидралический пресс из-за недостаточного просвета между плитами пресса, поэтому они подвергаются дополнительной предварительной подпрессовке в одноэтажном плитном форпрессе периодического действия. Форпресс состоит из нижней (неподвижной) и верхней (подвижной) плит, максимальное расстояние между которыми 460 мм. Выгруженное древесноволокнистое полотно из форпресса поступает на участок, где проверяют его качество.

– горячее прессование плит . Горячее прессование ведут в 22-этажном гидравлическом прессе, оснащенном механизмом одновременного смыкания плит. ДВП прессуются непосредственно между поверхностями горячих плит пресса без глянцевых, транспортных листов и сеток, которые используются при мокром способе производства. Спрессованные ДВП вдвигаются в приводные ролики, которые направляют их в разгрузочную этажерку, откуда они по одной поступают на конвейер, подающий их на участок обрезки кромок. Разгруженный пресс продувается сжатым воздухом от осевшего волокна.

– кондиционирование плит. После продольной обрезки кромок плиты подаются с помощью 88-полочной вагонетки в камеру кондиционирования. Камера разделена на четыре зоны: в зоне 1 происходит выравнивание температуры плит, в ней поддерживаются температура воздуха 60-65?С и относительная влажность воздуха 50%; в зонах 2 и 3 плиты увлажняются при температуре 65-75?С и относительной влажности воздуха 75-80%; в зоне 4 плиты охлаждаются при температуре 20-30?С и относительной влажности воздуха 65-70%. Время тепловлажной обработки составляет 11,3 часа выгруженные из камеры кондиционирования вагонетки с плитами направляются к разгрузочному типпелю. Уложенные пачки плит подвергаются выдержке в течение не менее суток, во время которой снимаются внутренние напряжения в плитах. Завершающий этап технологического процесса - форматная резка плит и, если необходимо, их механическая обработка.

2.2.2 Производство непрерывным способом с применением каландров о го пресса

В производстве ДВП сухим способом перспективным является применение метода непрерывного прессования, т. е. превращение древесноволокнистого ковра в плиту во время его движения с последующей резкой плитной ленты на требуемые форматы. В качестве прессового агрегата могут быть использованы каландр (обогреваемый барабан) или гусеничный плитный пресс. Сухой способ производства плит методом непрерывного каландрового прессования реализуется с применением оборудования фирмы «Бизон» (ФРГ). Этим способом выпускают плиты двусторонней гладкости толщиной 2,5; 3,2; 4,0; 6,5 мм, максимальной шириной 2400мм, длиной 2000; 2440; 2500; 2800; 3600 мм. Технологический процесс изготовления ДВП методом непрерывного каландрового прессования включает в себя следующие операции: приемку сырья и материалов; нормилизацию технологической щепы; приготовление и введение гидрофобизирующего вещества (парафина), связующего вещества (карбидо- и фенолоформальдегидной смолы), пластифицирующей добавки (карбамида или гексаметилентетрамина), отвердителя (хлористого или сульфата аммония); размолщепы на волокна; сушка древесноволокнистой массы; формирование древесноволокнистого ковра; прессование древесноволокнистой плитной ленты; раскрой плитной ленты на форматы; упаковку и укладку плит.

3 . Физико-химические основы производства древесноволокнистых плит

Размол щепы - это одна из ответственных операций технологии производства древесноволокнистых плит. От качества и степени размола зависят процессы отлива и обезвоживания ковра, прессования и термовлагообработки плит, и соответственно, качественные показатели готовых плит. Полученная в процессе размола древесноволокнистая масса, насыщенная водой и дополнительно разбавленная ею в циклоне, представляет собой водную суспензию древесных волокон. Суспензия при значительном разбавлении ее водой приобретает вязкость, соответствующую воде, а при повышении содержания волокон вязкость смеси увеличивается, причем при определенной степени концентрации смесь теряет свойства текучести и перестает быть жидкостью. Концентрацию массы (в процентах) определяют по формуле

где m 1 - масса абсолютно сухого волокна в пробе, г; m 2 - масса всей пробы, г.

Концентрация массы в трубопроводе после первичного размола составляет? 33%, в циклоне при отделении пара концентрация повышается, однако подаваемой водой массу разбавляют и обычно направляют в промежуточный бассейн. Перед вторичным размолом концентрация должна быть не ниже 4%, на отливе - 0,9-1,8%.

Древесноволокнистая масса грубого помола разработкой характеризуется малой разработкой волокон и содержит много пучков волокон. Масса тонкого помола преимущественно состоит из фибриллированных волокон, которые приобрели большую гибкость и способность плотного формования на сетке. Наилучшей оценкой качества волокон является непосредственное изучение их структуры через микроскоп и измерение при помощи специальных приборов длины, диаметра и удельной поверхности волокна.

Для оценки качества волокнистой массы наибольшее распространение получил прибор дефибратор-секунда. Он построен с учетом того, что градус (степень) помола массы выражается в ее способности к обезвоживанию в единицу времени. Обозначается градус помола массы символом ДС. Средние показатели требуемой степени размола при производстве твердых плит составляют при первой ступени размола 15-18, второй - 20-26 ДС.

Кроме характеристики волокнистой массы по степени размола, часто пользуются данными фракционного состава волокна. Фракционирование - это разделение волокон по их размерам. Большинство приборов для фракционирования основано на пропуске определенного количества разбавленной массы через сита с отверстиями, соответствующими группам качественной оценки. Существует несколько методов фракционирования.

На рисунке 3.1 показана зависимость средней длины и толщины волокон в составе древесноволокнистой массы от ее фракционного состава и градуса (степени) помола, выраженной в ДС.

Рисунок 3.1 - График зависимости средней длины и толщины волокон от фракционного состава и градуса помола массы

Установки пропарки и размола щепы рассчитаны на давление насыщенного пара до 1,2 МПа. Пропарка щепы в подогревателе продолжается до 4 мин. Высокое давление насыщенного пара рекомендовалось фирмой «Дефибратор» для создания благоприятных условий размола и снижения расхода электроэнергии на приготовление волокна. Однако в связи с работой по сокращению количества потребляемой воды и решением проблемы очистки сточных вод этой же фирмой выдвинуто предложение о снижении температуры гидротермообработки.

Это объясняется тем, что древесина содержит водорастворимые вещества, а при повышенной температуре в результате гидролитического разложения растворимая часть их значительно увеличивается, снижая выход древесноволокнистой массы и ухудшая характеристику сточных вод. Влияние давления насыщенного пара при размоле на расход электроэнергии и на потери древесной массы отображено графически на рисунке 3.2

Рисунок 3.2 - График зависимости расхода электроэнергии и потерь древесной массы от давления пара при размоле

График показывает возможность экономии расхода сырья при повышенной потребности в электроэнергии с оптимальным давлением пара порядка 0,6 МПа. Однако выбор этого давления должен определяться технико-экономическим расчетом, учитывающим как полученную экономию по снижению затрат на сырье и организацию очистки сточных вод, так и дополнительные затраты на повышенный расход электроэнергии и другие технологические нужды. При изготовлении древесноволокнистой массы с применением низкого давления пара масса получается более гидрофильной, что отрицательно сказывается на свойствах плит, особенно по показателям водопоглощения и набухания. Избежать этого можно повышением температуры прессования, удлинением времени закалки или добавкой гидрофильных веществ.

Древесноволокнистая масса поступает на отлив с концентрацией в пределах 0,9-1,8% и должна быть более низкой при тонком помоле волокна. Вследствие развитой внешне поверхности волокон, полученной при размоле, создаются условия большей степени их сцепления и переплетения. Эта связь усиливается в процессе вакуумного отсоса и механического отжима воды из полотна. Относительную влажность полотна доводят до 68-72%. В таком состоянии полотно становится транспортабельным, а кроме того, максимальное удаление воды снижает расход пара и сокращает время на продолжительную сушку плит. Особенно это важно при производстве мягких плит, так как сушат их не в прессах, а сушильных камерах.

Скорость истечения древесноволокнистой массы должна быть несколько меньше скорости сетки. Наиболее оптимальной считают скорость на 5-10% меньше, чем скорость сетки. При более низкой скорости большее число волокон занимает продольную ориентацию, при увеличении скорости возрастает поперечная ориентация волокон.

Выливание массы на сеточный стол - первая стадия обезвоживания под воздействием силы тяжести. В этот момент начинает формоваться ковер. Правильно подобранная концентрация массы в зависимости от длины волокон и характера размола создает условия структурного соединения их между собой. Если концентрация слишком низкая, волокна осаждаются по отдельности, не создавая достаточной связи, больше подвергаясь направленной ориентации. Интенсивное обезвоживание происходит по всей ширине регистровой части, имеющей подъем 2,5-3,0 градуса.

Скорость обезвоживания древесноволокнистого ковра на регистровой части сеточного стола снижается по мере повышения сухости ковра. На последних валиках волокнистый слой уплотнен настолько, что возникшие капиллярные силы удерживаю воду и дальнейшее обезвоживание становится возможны только отсасыванием. Исследования показывают, что скорость обезвоживания волокнистого ковра прямо пропорциональна толщине слоя массы на сетке, вязкости воды и удельному сопротивлению фильтрации массы. Действующий напор массы в регистровой части имеет небольшую величину, состоящую из напора массы над сеткой и усиливает засасывания. Величина напора значительно возрастает при создании вакуума под сеткой. На скорость обезвоживания сильно влияет вязкость воды, которая зависти от температуры (оптимальна температура отливаемой массы составляет 40-50 ?С (таблица 3.1).

Таблица 3.1 - Зависимость воды от температуры

Удельное сопротивление фильтрации массы характеризуется удельной поверхностью волокон, которая, в свою очередь, определятся качеством размола массы. Сопротивление фильтрации возрастает с увеличением поверхности волокон. Зависимость между скоростью обезвоживания и степенью помола массы подтверждается многочисленными опытами. На рисунке 3.3 приведен график зависимости при отливе образцов плит с различной концентрацией отлива.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок - 3.3 Зависимость времени обезвоживания слоя массы от степени ее размола при концентрации отлива: 1 - 0,75; 2 - 1,5; 3 - 2,0; 4 - 2,5

При интенсивном обезвоживании под действием большого фильтрационного напора происходит относительный сдвиг волокон. Нарушение структуры наблюдается также при чрезмерном давлении валковыми прессами на влажный ковер. Исследованиями установлена необходимость равномерного прироста нагрузки на ковер от 0,012 до 0,5 МПа и более. Для современных отливных машин величину вакуума в отсасывающих устройствах рекомендуют от 0,012-0,015 до 0,030-0,035 МПа с постепенным его наращиванием, а линейное давление валов прессовой части машины должно составлять то 300 до 1200-1500 Н/см. Но даже в этом случае не обеспечивается плавность нагружения, оно носит ступенчатый характер, поэтому изменение нагрузки в процессе обезвоживания предрасполагает к разрушению структуры ковра.

Прессование - основная операция технологического процесса, опреде-ляющая качество выпускаемых плит и производительность оборудования. Во время прессования влажное древесноволокнистое полотно подвергается большому давлению при высокой температуре и превращается в древесноволокнистую плиту. Это превращение происходит вследствие физических, химических и морфологических изменений насыщенного влагой древесного волокна.

Влажность древесноволокнистых полотен определяется степенью обезвоживания в отливной машине. Относительная влажность полотен перед запрессовкой составляет 68-72%. При низкой влажности (меньше 65%) наблюдается ухудшение качества плит и иногда даже расслоение. Это явление находит различные объяснения. Отсутствие достаточной влаги на первой фазе прессование отрицательно сказывается на гидропластических свойствах волокон. Вода и образуемый пар воздействуют на волокна. Между набухающими волокнами происходит более тесный контакт. По мере удаления воды усиливается связь между волокнами, и эта связь тем большая, чем продолжительней процесс отвода воды. Однако длительность данного процесса должна быть оптимальной, поскольку слишком глубокий гидролиз древесины может вызвать усиленное выделение углеводов и сахаристых веществ, образующих пятна на плитах. На рисунках 3.4 и 3.5 приведены диаграммы зависимости удельного давления прессования и влажности прессуем полотен при различных параметрах .

Рисунок 3.4 - Диаграмма обезвоживания плиты в зависимости от толщины отливки из дефибраторной массы (градус помола 9,2 градус ШР) при массе 1 м 2 , кг: 1 - 7,4; 2 - 5,6; 3 - 3,7

Рисунок 3.5 - Диаграмма обезвоживания плиты в зависимости от степени размола (масса отливки 5-6 кг), градус ШР: 1 - 6; 2 - 9,2; 3 - 16

Толщина древесноволокнистых полотен и степень размола массы обратно пропорциональны скорости обезвоживания. Чем толще полотно и чем выше степень размола массы, тем труднее осуществить обезвоживание.

После первой фазы прессования (отжим) переходят ко второй - сушке плит, так как дальнейшее удаление воды возможно только ее испарением. Для ведения процесса сушки снижают удельное давление прессования, чтобы создать благоприятные условия удаления пара из полотен.

Время сброса давления составляет около 15 с. Его поддерживают на уровне 0,8 МПа, что несколько ниже давления выходящего пара. Для обеспечения равномерного выделения пара из влажного волокнистого полотна давления в период сушки сохраняют постоянным

Сушка можно проводить и при большом давлении. При этом улучшается физико-механические свойства плит, однако сушка проходит медленно и возникает опасность образования пятен и пригаров. При более низком давлении увеличивается его разность с давлением выходящего пара, и это приводит к повреждению внутренней структуры плит, а затем к их расслоению.

Снижение давления перед фазой сушки для получения плиты с нужной плотностью не оказывает влияния на последнюю. Плотность плиты определяется на первой фазе прессования. Кроме того, для получения твердой плиты с плотностью 0,9 г/см 3 достаточно удельного давления 0,4МПа (рисунок 3.6) .

Рисунок 3.6 - Диаграмма зависимости плотности отдельного давления прессования

Большое влияние на ход ведения процесса прессования оказывает также температура плит пресса. При мокром способе производства древесноволокнистых плит температура прессования составляет 200-215 ?С. Однако она может быть повышена при определенных условиях до 230 ?С, что предусмотрено в прессовых установках последних моделей. Повышение температуры прессования вызвано стремлением ускорить процесс выпаривания воды из древесноволокнистого полотна. Однако при температуре выше 230 ? С усиливается процесс распада органических соединений, сопровождающийся ухудшением качества волокон, в результате чего плиты получаются хрупкими и слабыми.

Фирма «Дефибратор», исследуя диапазон температур 187-210 ?С, установила, что повышение температуры прессования проводит к улучшению качества физико-механических свойств плит. рост прочности на стратегический изгиб плит наблюдается при увеличении температуры с 200 до 210 ? С. Прирост прочности при этом перепаде температур составил примерно 12-14%.

На продолжительность сушки влияет и степень размола массы, и толщина прессуемых полотен. Чем выше степень размола массы и больше толщина плиты. Тем период сушки продолжительней. Время ее в зависимости от конкретных условий составляет 3,5-7 мин.

Во время второй фазы прессования вода удаляется до тех пор, пока относительная влажность древесноволокнистой плиты не составит 7%. Эта влажность необходима для проведения реакций конденсации в заключительной фазе прессования.

4 . Технологическая схема производства

4.1 Технологическая схема процесса

В настоящее время существует несколько способов технологических схем производства древесноволокнистых плит сухим способом с применением различного оборудования. Технологическая схема производства плит сухим способом представлена в приложении 1(А1). Независимо от принятого оборудования технологический процесс производства древесноволокнистых плит сухим способом составляют следующие операции: приемка, хранение сырья и химикатов; приготовление щепы; пропарка, размол щепы на волокна; подготовка связующего и гидрофобизирующих добавок, смешивание волокна со связующим и другими добавками; сушка волокна; формирование ковра; предварительное уплотнение (подпрессовка); прессование; кондиционирование плит; механическая обработка плит.

По принятой в проекте технологической схеме (рисунок 4.1.1) на одном из заводов долготье кранами выгружают из барж и подают в бассейн. В зимний период долготье из штабелей подают в бассейн автопогрузчиками. В зимний период воду в бассейне нагревают для оттаивания бревен. Из бассейна бревна конвейерами направляются к рубительной машине 1 . Сырье, идущее для наружных слоев плит, окаривают. Бревна диаметром свыше 450 мм перед рубительной машиной проходят через колун. После рубительной машины щепа подается в циклон 2 , а затем на щепосортировачную установку 3 , где крупные отходы направляются на доизмельчение в дезинтегратор 4 и затем снова на сортировку, мелочь собирается в бункер и в дальнейшем сжигается в котельной.

Щепа, пройдя сортировку, пневмотранспортом подается в бункер хранения щепы 5 , которые обеспечивают ее запас на 8-часовую работу размольного отделения. Вибрационные питатели, установленные под бункерами запаса, подают щепу на скребковые конвейера, с которых она поступает на распределительные конвейера для подачи к расходным бункерам щепы 6 . При заполнении расходных бункеров излишки щепы конвейером возвращаются в соответствующий бункер запаса. Из расходного бункера щепа через шлюзовой затвор поступает в пропарочный котел 7 . Пропаривают и размалываю щепу в пропарочно-размольной системе «Бауэр».

В цехе установлены четыре системы, работающие независимо друг от друга. Пропарочные котлы непрерывного действия, горизонтальные. В них распределительным соплом впрыскиваются гидрофобные добавки. Пропарочная щепа под давлением поступает в винтовой питатель, передающий ее в размольную установку (рафинер) 9. В данном производстве используется рафинер «Бауэр-418». В момент прохождения щепы через рафинер включается дозирующая система, и через расходные баки 8 водный раствор смолы и парафина заданной концентрации поступает через распыливающее сопло на выходящее из рафинера волокно.

После рафинеров волокно с введенным связующим направляют на сушилки первой ступени 10 . Температура волокна на выходе из сушилки первой ступени50?С, абсолютная влажность около 67%, температура агента при выходе из циклона 110 ?С.

Пар и влага удаляются в атмосферу через выпускные отверстия, а волокно опускается на дно циклона, проходит через ротационный воздушны затвор и поступает разбиватель, который разбивает комочки на отдельные волокна до поступления в окончательную сушку. В цехе четыре линии сушилок. Сушилка второй ступени 11 предназначена для окончательной сушки волокна. Агентом сушки служат продукты сгорания от дизельного топлива в смеси с воздухом.

Конструкция сушки обеспечивает точное соблюдение температурного режима. Температура волокна на выходе из сушилки 50 ?С. Абсолютная влажность 5±0,5%, температура выходящего из циклона воздуха 70 ?С.

Высушенное до абсолютной влажности 5% древесное волокно пневмотранспортом подается к циклонам, а затем в питающие бункеры-дозаторы четырех формующих головок вакуум-формирующей машины 12 . В бункеры-дозаторы I, II, IV, V головок волокно поступает от каждой из четырех самостоятельных систем размола и сушки волокна, причем в I и V бункеры поступает волокно для наружных слоев, а во II и IV бункеры - для внутренних. В бункер-дозатор III формующей головки подается излишек волокна от формования и обрезки ковра. Принятая система подготовки и распределения волокна позволят получить волокно разного качества. После каждой формующей головки щеточный валик выравнивает ковер на сетке машины. Излишек волокна снимается с поверхности ковра валиками и возвращается в бункер-дозатор III формующей головки.

Под сеткой формирующей машины расположены вакуумные отсосы, предназначенные для удаления воздуха из ковра и уплотнения волокна на сетке. Сетчатый конвейер формирующей машины продвигается поочередно под каждой головкой.

После формировании ковер проходит ленточный пресс установку предварительной подпрессовки 13 . Максимальная толщина ковра после непрерывной подпрессовки 200 мм, масса ковра, подвергаемого подпрессовке, для плит толщиной 2 мм - 2 кг/м 2 ; 12 мм - 10 кг/м 2 . Насыпная масса волокна до подпрессовки около 18 кг/м 3 .

После уплотнения ковер поступает на формующую головку отделочного слоя 14 , а затем на конвейер, на котором установлены пилы продольной резки 16 , весовой измеритель плотности с металлоискателем и контрольным устройством для измерения толщины ковра, а также передвижная поперечная пила15 . Ковер взвешивается непрерывно, его масса регистрируется прибором на пульте управления фомирующей машины. Волокно обрезанных кромок возвращается на III формующую головку.

Полотна обрезанные по ширине и длине, загружаются в загрузочную этажерку 17 и поступают на конвейер ускорения и затем проходят в плитный фортпресс холодной подпрессовки. Фортпресс предназначен для уплотнения более толстых полотен до размеров, обеспечивающих их укладку в горячий пресс. Полотно, подвергаемое холодной подпрессовке, имеет размеры: максимальный 19305650 мм, минимальный 17505450 мм. За фортпрессом расположен бракерный участок, на котором волокно выбраковывается автоматически в зависимости от показаний весов и металлоискателя. Ковры с отклонениями по массе (±3% для тонких и ±5% для толстых плит) или содержащие металлические включения автоматически сбрасываются в дробилку и из нее направляются пневмотранспортом за пределы корпуса.

После фортпресса полотна подают на качающийся конвейер для распределения и передачи их на двухъярусный конвейер. Три секции двухъярусного конвейера помещают одновременно по два полотна в загрузочное устройство пресса. Эти секции необходимы для накапливания полотен во время непосредственной загрузки пресса и возвращения загрузочного устройства в исходное положение. После заполнения загрузочное устройство направляет одновременно все полотна в промежутки пресса без поддонов.

При прессовании плит толщиной 3 мм в течение 20 с от начала смыкания плит пресса 18 удельное давление на полотно достигает 6,5-7 МПа, затем давление снижают для удаления влаги. После прессования загрузочное устройство выталкивает плиты из пресса в разгрузочное устройство 19 , которое укладывает их по одной на конвейер. Далее плиты поступают к станку продольной резки для обрезки по ширине, после чего их направляют на станок поперечной резки для обрезки по длине.

Обрезка плит сразу же после прессования является предварительной и проводится для улучшения условий загрузки плит в 88-полочную вагонетку, с помощью которой плиты подаются в камеру кондиционирования 20 . Число полок в вагонетке определяется этажность пресса: одна вагонетка вмещает плиты четырех запрессовок. Вагонетка загружается с помощью типпельного устройства. Операции, связанные с движением вагонеток, механизированы. Камера разделена на четыре зоны: зону выравнивания температуры, две зоны увлажнения и одну зону охлаждения. Внутри камеры плиты движутся в поперечном направлении. Время выдержки плит толщиной 3,2 мм около 4,5 ч.

Пройдя камеры увлажнения, плиты автоматически разгружаются с тележек и на конвейер для сортировки плит, затем укладываются на деревянные поддоны. Электропогрузчики с вилочными захватами перевозят поддоны с плитами на промежуточный склад для выдержки их в стопах. Суточная выдержка плит необходима для выравнивания напряжений, возникающих в них, перед окончательной обрезкой.

После выдержки плиты электропогрузчиками подают на линию форматной резки. Плиты автоматически, по одной, передаются к станку продольной резки 21 . Станок приспособлен для раскроя плит разной ширины. Кроме того, при необходимости плиты уменьшают по ширине пилой продольной распиловки. Затем плиты автоматически подаются к станку поперечной резки 22 для обрезки их по длине. После форматной резки плиты укладываются на накопители плит 23 и аккумуляторным автопогрузчиком 24 отвозят на склад готовой продукции.

4.2 Характеристика основного оборудования

Подобные документы

Сырьё для производства древесноволокнистых плит и требования к нему. Классификация древесноволокнистых плит. Физические, механические, технологические и специфические свойства плит. Связующие материалы и химические добавки, используемые в производстве.

реферат , добавлен 11.07.2015


Назначение цеха по производству древесноволокнистых плит. Основные требования, предъявляемые к сырью, химикатам и готовой продукции. Описание технологической схемы производства древесных плит. Техническая характеристика плоскосеточной отливной машины.

курсовая работа , добавлен 20.02.2013


Технологическая схема производства древесноволокнистых плит. Сырье, его подготовка и хранение. Проклейка древесноволокнистой массы. Пропитка маслом, термическая обработка и увлажнение плит. Расчет и подбор основного и вспомогательного оборудования.

курсовая работа , добавлен 17.11.2009


Основы технологии химической переработки древесных плит. Определение средневзвешенной плотности сырья и подбор технологического оборудования. Расчет вспомогательного оборудования, склада химикатов, расхода сырья и материалов на единицу продукции.

курсовая работа , добавлен 28.05.2015


Выбор и обоснование технологической схемы производства, подбор основного и вспомогательного оборудования. Проектирование цеха по производству мягких теплоизоляционных древесноволокнистых плит. Контроль производства и качества выпускаемой продукции.

курсовая работа , добавлен 06.08.2015


Разработка проекта цеха по производству гипсостружечных плит заданной мощности. Подбор состава сырья, проектирование способа производства и обоснование технологического процесса производства гипсовых стружечных плит. Выбор туннельной сушильной камеры.

дипломная работа , добавлен 14.01.2014


Древесноволокнистые плиты: разновидности и марки изделий, характеристика исходных сырьевых материалов, способы производства, технологические операции. Подбор основного и вспомогательного оборудования. Методы контроля производственного процесса, продукции.

курсовая работа , добавлен 12.10.2014


Виды, свойства и области применения строительной фанеры, древесностружечных и древесноволокнистых плит, их достоинства и недостатки. Сырье, применяемое для их производства, методы изготовления. Способы улучшения эстетических и защитных качеств ДСП и ДВП.

реферат , добавлен 09.12.2012


Характеристика цементно-стружечных плит по ГОСТ 26816-86 "Плиты цементно-стружечные. Технические условия". Выбор пресса, ритма конвейера. Расчет древесного сырья, вяжущего, химических добавок и воды. Технология производства цементно-стружечной плиты.

курсовая работа , добавлен 30.11.2013


Расчет производственной мощности цеха по производству древесноволокнистых плит. Использование сырья в деревообрабатывающем производстве. Оперативный план работы сборочно-отделочного цеха мебельного производства. План-график выпуска боковых щитов.

Рынок ДВП падает четвертый год подряд, он уже сократился вдвое в количественном выражении по сравнению с 2012 годом. Подобное положение, конечно, во многом можно списать на затянувшийся кризис, но внимательный взгляд на ситуацию может обнаружить признаки структурных сдвигов.

Древесноволокнистая плита (ДВП) - материал в форме прямоугольного листа, получаемый методом горячего прессования или сушки древесноволокнистой массы, сформированной в виде ковра. ДВП различают мокрого, сухого, полусухого и мокро-сухого способа производства. В настоящем обзоре речь пойдет о ДВП мокрого способа производства. Твердые древесноволокнистые плиты, лицевая сторона которых покрыта лаком или облицована, также называют оргалитом. Помимо отделки лакокрасочными материалами, оргалит облагораживается синтетическими пленками на основе ПВХ и меламиновыми пленками (но не натуральным шпоном). Соответственно, поверхность ДВП может быть матовой, глянцевой, пигментированной или имитирующей текстуру древесины - такой матриал называют древесноволокнистой плитой облагороженной (ДВПО).

Древесноволокнистые плиты, как и древесно-стружечные, - это широко распространенный и хорошо известный отделочный материал, который производится в России с советских времен, примерно с 40-х годов ХХ века.

Достоинства ДВП: легкость и технологичность применения (небольшой вес и простота обработки); длительный срок эксплуатации; доступная цена; высокие тепло- и звукоизоляционные свойства; довольно хорошая водостойкость в своем классе (по водостойкости ДВП уступают плитам MDF и HDF, но превосходят ДСП). Недостатки ДВП: узкая область применения; низкий показатель пожарной безопасности (плиты ДВП относятся к категории Г4, то есть это полностью сгораемый материал); повышенная токсичность некоторых видов в связи с содержанием в них формальдегида.

Динамика производства ДВП

В России сейчас выпускаются преимущественно сверхтвердые ДВП толщиной 2,5-3,2 мм. Большого разнообразия выпускаемой продукции нет. Качество у большинства плит ДВП, по сути, одинаковое, поэтому продавцы в прайсах часто даже не указывают название завода-изготовителя, только размерный ряд. Плиты низкой плотности (даже твердые) в ассортименте отечественных производителей встречаются крайне редко, разве что можно найти плиты марки ТН толщиной 5-6 мм. Полутвердые и мягкие ДВП средней и большой толщины в небольшом объеме производили отдельные целлюлозно-бумажные комбинаты, но к настоящему времени отказались от их выпуска. Получается, что из этого сегмента ДВП (которые изготавливаются мокрым способом) были полностью вытеснены плитами MDF (изготавливаются сухим способом), набирающими популярность. Мало того что ДВП конкурируют с фанерой, так в последние годы их довольно активно вытесняют с рынка плиты HDF (древесноволокнистые плиты высокой плотности, которые также производятся сухим способом).

Посмотрим на динамику производства. После кризиса 2008-2009 годов, когда производители почти всех строительных материалов воспрянули духом и активно возобновили рост объемов производства, выпуск ДВП, напротив, почти не увеличивается. Если в 2009 году было выпущено 174 млн м 2 ДВП, то в 2012 году всего на 10 млн м 2 больше. А в 2013 году производство древесноволокнистых плит упало на 16,8%, в 2014 году - на 1%, в 2015 году - на 7%. Уже ясно, что не станет исключением и 2016 год: по итогам первого полугодия выпуск ДВП мокрого способа производства снизился по сравнению с аналогичным периодом прошлого года на 13%. И даже если во втором полугодии предприятия немного повысят выпуск, все равно будет зафиксировано снижение объемов выпуска минимум на 8-9%. Также маловероятно, что в 2017 году ситуация улучшится.

До недавнего времени в производстве ДВП в России лидировал Сибирский федеральный округ, но после 2012 года его доля стала стремительно сокращаться. Причина сокращения очевидна: прекращение производства одним из ведущих заводов в Иркутской области. В лидеры вышел Приволжский округ, который до сих пор сохраняет свою позицию, - на его долю приходится около 40% общего объема выпуска ДВП в России. Стремительными темпами наращивает производство ДВП и Северо-Западный ФО, на его долю теперь приходится почти 30%. Доли Уральского и Центрального округов - по 6-8%. В Южном и Дальневосточном округах производителей ДВП пока нет.

Производители ДВП в России

Таблица 2. Объемы выпуска ДВП мокрого способа производства в
России по федеральным округам в 2009-2015 годы и прогноз на
2016 год, тыс. м 2

Ведущим российским производителем мокрых древесноволокнистых плит сейчас является Сухонский ЦБК, на его долю приходится 19% общего выпуска ДВП в 2015 году. На втором месте комбинат «Демьяновские мануфактуры» с 16%, на третьем - Лесосибирский ЛДК № 1 (10%), на четвертом - Уфимский ЛПК, у него 9,6%. По 8-9% приходится на такие заводы, как ООО «Плитпром» (ТД «Пермский ДСК»), ЗАО «Туринский ЦБЗ», ООО «Княжпогостский завод ДВП» (компания «ДревПлитГрупп»), ЗАО «Новоенисейский лесохимический комплекс». У остальных предприятий доли значительно меньше.

Рис. 1. Общая динамика выпуска ДВП мокрого производства в России в
2009-2015 годы и прогноз на 2016 год, тыс. м 2

Рис. 2. Динамика выпуска ДВП мокрого производства по федеральным
округам в 2009-2015 годы и прогноз на 2016 год, тыс. м 2

Таблица 3. Действующие производители ДВП в России и их
краткая характеристика

Рис. 3. Структура распределения выпуска ДВП по отдельным заводам в
2015 году, %

Рис. 4. Сравнительная динамика импорта и экспорта ДВП в 2009-2015 годы
и прогноз на 2016 год, тыс. м 2

Мощности большинства предприятий довольно старые, оборудование используется еще с советских времен. Станки лишь изредка подвергаются локальной модернизации. Поэтому потенциала для преодоления спада и возобновления роста производства ДВП в России пока не заметно. Если вспомнить события, произошедшие в отрасли за последние семь-восемь лет, то можно отметить, что положительных новостей почти не было: только два предприятия вкладывают инвестиции в развитие производства. На Сухонском ЦБК (Вологодская область) в 2012 году пущен третий цех по выпуску ДВП, в связи с чем производственные мощности комбината выросли с 19 до 28 млн м 2 . На Княжпогостском заводе ДВП (г. Емва, Республика Коми) в 2013 году был введен в эксплуатацию второй цех проектной мощностью 980 тыс. м 2 в месяц.

С 2012 года у многих российских заводов начались серьезные трудности. В сложившихся условиях большинство предприятий вынуждены постепенно сокращать объемы выпуска, а некоторым пришлось и вовсе отказаться от производства ДВП. Как правило, среди «отказников» числятся целлюлозно-бумажные комбинаты, на которых выпуск ДВП был непрофильной продукцией: это ПАО «Сокольский ЦБК» («Инвестлеспром»), АО «Архангельский ЦБК» и настоящий гигант отрасли - «Илим Братск ДОК» («Илим Тимбер»), мощности которого позволяли выпускать до 40 млн м 2 ДВП в год.

Но и развивающиеся предприятия регулярно сталкиваются с проблемами. Так, в предбанкротном состоянии находится упомянутое выше ООО «Княжпогостский завод ДВП». Завод продолжает выпускать продукцию, на предприятии работают около 1000 человек, но уже три года длится процедура банкротства. Для развития производства на «Княжпогостском заводе ДВП» необходимо, по сути, 100-процентное обновление производственных мощностей. ООО «Плитный мир» (арендатор завода) готово вложить деньги при условии выкупа предприятия в собственность, но со стороны действующего собственника (группа «ДревПлитГрупп») вопрос о продаже завода не решается. До конца 2016 года «Плитный мир» планирует сменить арендные отношения с заводом на отношения собственника, для чего планирует выкупить предприятие, чтобы иметь возможность полноценно вкладывать инвестиции, но не в производство ДВП, о чем открыто заявляет будущий собственник, а в пуск ряда других проектов в сфере деревообработки.

Еще совсем недавно «Княжпогостский завод ДВП» входил в Woodway Group (инвестиционно-промышленная группа «Вудвэй»), в состав которой также входил ЛПК «Полеко» (Кировская область). Сейчас этот завод называется ООО «Демьяновские мануфактуры» (прежние названия: ООО «Полеко», ЛПК «Полеко» и ОАО «Подосиновский лесопромышленный комбинат»). Бесконечная смена названий, юридических форм и собственников выдает проблемы, в пучину которых перманентно попадает это, без преувеличения, крупное предприятие. Комбинат располагается в пос. Демьяново Подосиновского района Кировской области и является градообразующим, на предприятии работают более 900 человек.

ООО «Демьяновские мануфактуры» - единственное предприятие в России, у продукции которого есть европейский сертификат NFB (Natural Fibre Board), гарантирующий экологичность производимой продукции. Благодаря экологичности демьяновская плита (по привычке все еще нередко именующаяся плита «Полеко») может широко использоваться в производстве мебели, в том числе детской, а также для внутренней отделки помещений. Предприятие было признано банкротом в 2010 году, одной из причин стала высокая зависимость от заемных средств, затем процедура банкротства возобновилось в 2013 году, в результате чего в 2014 году у завода появился новый директор, а также рекордным образом выросло производство. Но в августе 2016 года появилась информация, что предприятие вынуждено распродавать часть имущества, возможно для того, чтобы погасить накопившиеся долги по зарплате: на единой электронной торговой площадке выставлены несколько лотов, касающихся продажи имущества ООО «Демьяновские мануфактуры».

Кроме того, стало известно, что в феврале 2016 года закрылся цех по выпуску ДВП на Нелидовском ДОКе (Тверская область), который в последнее время выпускал не более 1 млн м 2 в год, хотя возможности предприятия позволяли производить гораздо больше. Также сильно сократил выпуск продукции ТПК «Селецкий ДОК» (Брянская область). Не лучшим образом чувствуют себя и многие другие деревообрабатывающие предприятия. Важный факт: за последние десять лет в России ни одного нового завода по выпуску ДВП мокрым способом открыто не было, и это говорит о многом, так как в строительной отрасли, пожалуй, нет ни одного сегмента, настолько забытого инвесторами, особенно если речь идет о деревообработке. В других сегментах рынка древесных плит (фанера, ОСП, ДСП, плиты MDF и HDF) заводы открываются почти ежегодно.

Экспортный потенциал ДВП

Рис. 5. Соотношение внутренних и внешних продаж
российских ДВП в 2009-2015 годы и прогноз на 2016 год, %

Общая ситуация на российском рынке ДВП неутешительная. Столкнувшись с резким падением спроса на внутреннем рынке, производители древесноволокнистых плит обратили внимание на экспорт, объемы которого после 2010 года заметно растут, что особенно заметно при сравнении с импортом ДВП. На российский рынок завозятся ДВП, применяемые в качестве мебельных фасадов, потолочных панелей (готовые и полуготовые изделия), мягкие плиты для устройства звуко- и теплоизоляции (вспомним, что подобные плиты российскими заводами не производятся), а также ДВП, используемые в качестве подложки при укладке напольных покрытий, для изготовления задних стенок картин и других изделий.

В настоящее время доля ДВП, произведенных внутри страны и идущих на экспорт, превышает 30%. Скорее всего, эта доля выше, так как таможенные базы не показывают поставки, осуществляемые в Казахстан и Белоруссию. Но даже без этих данных понятно, что доля экспорта у некоторых заводов приближается к 50%, то есть получается, что уже почти половину продукции заводы выпускают с расчетом на внешние продажи. Причем в числе получателей экспортной продукции не только ближайшие соседи по СНГ, но и западноевропейские страны: российские ДВП пользуются большим успехом на рынках Польши, Германии, Швеции, Финляндии, Эстонии, Венгрии, Литвы, Австрии, Дании, Нидерландов и других стран.

Конкурентная ситуация

Рис. 6. Динамика соотношения рыночных объемов ДВП и плит HDF в 2009-
2015 годы и прогноз на 2016 год, %

Но ДВП рано называть устаревшим материалом. Зарекомендовавшие себя за многие годы эксплуатационные свойства древесноволокнистых плит в сочетании с доступной ценой - залог сохранения спроса. С точки зрения химической опасности плиты ДВП более благополучны, чем, например, ДСП многих отечественных производителей. Правда, у предприятий, производящих ДВП мокрым способом, есть проблемы с загрязнением сточных вод, в связи с чем по-прежнему актуальным остается вопрос о применении в производстве плит (не только ДВП), в составе которых используются связующие, не содержащие фенол, формальдегид или какие-либо другие вредные вещества. Работа по изменению рецептуры массы для производства плит идет на многих передовых заводах, хотя полностью отказаться от синтетических связующих пока не удается.

Однако нельзя отрицать очевидное: ДВП медленно, но верно вытесняются из тех сфер, в которых они обычно применялись, другими древесными материалами. ДВП трудно конкурировать, например, с плитами MDF и HDF. Сейчас стоимость плит HDF толщиной 3 мм у некоторых поставщиков вполне сопоставима со стоимостью листа ДВП толщиной 3,2 мм, что особенно актуально в 2015-2016 годы, когда новые российские производители плит HDF (почти все с иностранным капиталом) агрессивно конкурируют и снижают цены в надежде завоевать рынок экспансивными методами. Таким образом, дешевизна перестает быть ключевым конкурентным преимуществом ДВП.

Некоторые специалисты полагают, что постепенно этот вид плит уйдет в прошлое. Но, скорее всего, это справедливо для тех областей, где используются декорированные плиты, ведь ДВП плохо подходит для покрытия шпоном, кроме того, ДВП - более рыхлый материал по сравнению с плитами MDF и HDF, и не такой гладкий. При шпонировании на ДВП могут образовываться непроклеенные участки и вздутия, а у плит HDF более однородная и плотная структура, они отличаются высокой стабильностью размеров, поэтому их охотно шпонируют (как правило, с двух сторон). Двусторонние шпонированные плиты HDF чаще всего используют для изготовления мебельных фасадов и задних стенок мебели. Плиты HDF являются усовершенствованным видом ДВП и скоро вполне могут полностью вытеснить ДВП из мебельного производства.

Вера НИКОЛЬСКАЯ,
директор по исследованиям агентства ABARUS Market Research

Производство ДВП и ДСП - материалоемкая отрасль, поэтому производственный цикл начинается с подготовки основных компонентов. В качестве наполнителя для двп используются всевозможные древесные отходы и некондиционный лес. Помимо этого, для составления смеси может применяться бумажная макулатура, конопляная и льняная костра, стебли кукурузы, а также хлопчатника, и даже бамбука. Естественно, что для заводов, построенных в России, последние два компонента являются экзотикой и практически не используются.

После промывки в чанах со специальными барабанами, необходимыми для отделения посторонних минеральный примесей (песок, гравий, глина и пр.) и магнитной сепарации, сырье проходит несколько стадий измельчения:

1. Сначала проводится обработка на специальных рубильных станках, где крупные фрагменты превращаются в щепу.
2. Полученная стружка поступает на вибросепаратор для разделение на фракции.

Затем смеси предстоит дальнейшее размалывание на дефибрерах и рафинерах. Конечной целью этого процесса является получение однородной волокнистой массы, которая подсушивается до оптимальной (предусмотренной рецептурой) степени содержания влаги.

Составление рецептурной смеси

Подготовленное сырье шнековыми направляющими отправляется в бункер, где соединяется со связующим веществом. В качестве последнего могут выступать как фенолформальдегидные смолы, так и менее токсичные карбамидоформальдегидные смолы, а также природный лигнин.

Помимо клея, в массу на данной стадии могут добавляться иные ингредиенты, улучшающие некоторые свойства конечного продукта.

Производство водостойкого ДВП подразумевает добавки парафиновых эмульсий, канифоли или церезиновых композиций, которые обволакивая древесные волокна, придают плитам гидрофобность.

Кроме того, введение парафина придает готовым листам ДВП и дсп блеск и предотвращает излишнее налипание массы на оборудование для производства ДВП при прессовании.

Чтобы повысить сопротивляемость готового материала гниению, производители добавляют в состав для прессования различные антисептики, препятствующие развитию микроорганизмов. Также могут добавляться и антипирены - средства, повышающие огнестойкость древесно-волокнистой плиты.

Формирование ковра и прессование

Технология производства ДВП может предусматривать мокрое и сухое прессование, при этом в дальнейшей обработке полученной массы имеются значительные различия.

Мокрый способ прессования

Производство ДВП мокрым способом подразумевает выработку суспензии древесноволокнистой массы определенной концентрации. Для этого волокно после размола разбавляется водой и собирается в бассейн, создавая рабочий запас пульпы. Влажная масса подается на отливочные машины, которые формируют на сетке так называемый ковер, разравнивая сформированный пласт прижимным роликом. После формирования часть воды отсасывается вакуумом и ковер поступает на подпрессовку.

Прессование плит - ответственная операция, от которой значительно зависит качество готовой продукции. Оборудование для производства ДВП - многоэтажный пресс, который позволяет выполнить трехфазный цикл прессования при температуре плит 180-200°С:

1. отжим воды под давлением 2÷4 мПа;
2. сушка под давлением 0,8÷1мПа;
3. закалка под давлением 2÷4 мПа.

Именно от производительности пресса зависит мощность завода, а его стоимость составляет около 30% от всех затрат на оборудование для производства ДВП.

Для улучшения прочностных свойств полученных плит их можно дополнительно пропитывать талловым маслом, помещая в камеры с циркулирующим горячим воздухом.

Большинство заводов в России работает по методу мокрого прессования. Отличительная особенность такого ДВП - сетчатая оборотная сторона листа.

Сухой способ прессования

При сухом способе древесные волокна, смешанные с клеем, настилаются на сетку, через которую в вакуумных установках отсасывается воздух и масса уплотняется. Свойлоченный ковер поступает на прессование. Благодаря отсутствию воды, продолжительность стадии прессования сокращается более чем в два раза. По этому методу можно вырабатывать ДВП толщиной до 30 мм, а также профилированные листы ДВП.

Этот способ в России менее распространен, так как сухое производство имеет весьма существенные недостатки, а именно:

1. высокую пожароопасность предприятий;
2. образование большого количества древесной пыли и, как следствие этого, производство требует приобретения дорогостоящих циклонов для ее улавливания.

Основные производители ДВП

К сожалению, благодаря тому, что в последнее время появилось множество кустарных мини-заводов, на которых производство ДВП выполняется без надлежащего лабораторного контроля за качеством готовой продукции, рынок заполнен второсортным ДВП.
В России можно назвать несколько предприятий, обладающих значительным опытом в производстве древесных плит:

• ЗАО «Изоплит» (Курская область) уже более 45 лет занимается производством листов и деталей ДВП.
• Одним из крупнейших производителей является также Княжепогостский завод ДВП (республика КОМИ).
• ЛПК «Полеко» (Кировская область) производит продукцию на лигнине, отвечающую жестким требованиям западноевропейских стандартов, благодаря чему она реализуется не только в России, но и импортируется за рубеж.
• ДВП «SteelBoard» позиционируются производителем, как материал, имеющий уникальный среди древесных плит коэффициент водопоглащения и разбухания.